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EP0783658B1 - Verfahren und vorrichtung zum kühlen von gasen - Google Patents

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Publication number
EP0783658B1
EP0783658B1 EP95931077A EP95931077A EP0783658B1 EP 0783658 B1 EP0783658 B1 EP 0783658B1 EP 95931077 A EP95931077 A EP 95931077A EP 95931077 A EP95931077 A EP 95931077A EP 0783658 B1 EP0783658 B1 EP 0783658B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
refrigerant
heat exchanger
gas
pressure
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95931077A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0783658A1 (de
Inventor
Ewald Gossler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to SI9530509T priority Critical patent/SI0783658T1/xx
Publication of EP0783658A1 publication Critical patent/EP0783658A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0783658B1 publication Critical patent/EP0783658B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02Defrosting cycles
    • F25B47/022Defrosting cycles hot gas defrosting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/265Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for cooling gases, as they are described in the preamble of claims 1 and 22.
  • Such one Methods and such an apparatus are e.g. known from US-A-4 905 476.
  • a method and a device for compressing gases is already known DE-A1-36 37 071 -, in which the gas sucked in by the compressor beforehand with a refrigeration dryer is cooled in a cooling section below 0 ° C.
  • the air drawn in by the compressor is sucked in alternately via one of two refrigeration dryers connected in parallel. While the suction gas is cooled with one, the other with Cooling of the sucked gas in the form of ice condensate is eliminated.
  • To the refrigerant dryer to be defrosted becomes hot instead of a supercooled refrigerant Gaseous refrigerant supplied, which is the heat exchanger arranged in this refrigeration dryer flows through and thereby heated, so that on the heat exchanger or the cold dryer adhering ice defrosts.
  • This alternate cooling and defrosting of the two heat exchangers is one continuous suction of supercooled gas is possible for the compressor, whereby also due to the pre-cooling damage caused by ice particles entrained in the air can be avoided in the compressor. That when defrosting the heat exchanger Cooled coolant emerging from its outlet is conveyed to a liquid gas tank via lines immediately after the condenser connected to the refrigerant compressor and mixed there with the previously cooled refrigerant. By repatriation of the refrigerant emerging from the heat exchanger to be defrosted is in the liquid gas tank the efficiency of such methods and devices is not always satisfactory.
  • the object of the present invention is the overall efficiency of a method and to improve a device for cooling gases.
  • the advantage of this solution is that it is from the heat exchanger to be defrosted refrigerant leaking into the refrigerant line immediately before the the intake air subcooling heat exchanger is fed to the other refrigeration dryer, so that gasification of the liquid heat exiting the heat exchanger to be defrosted Refrigerant, due to the pressure drop and the energy required for conversion of the refrigerant from the liquid to the gaseous state, heat extracted from the environment is, so that this previously used for defrosting the defrosted heat exchanger now used for at least partial cooling of the gas drawn in by the compressor can be.
  • the exact regulation of the intake temperature of the intake by the compressor Gases can via the, the heat exchanger used to subcool the gas upstream expansion valve can be controlled, which surprisingly allows the during the cooling process in the heat exchanger changing pressure and temperature conditions in the refrigerant can be compensated with the already existing regulation.
  • a procedure according to claim 3 ensures that this degree of overheating of the refrigerant can also be maintained during ongoing operation.
  • the introduction is required the additional amount of refrigerant coming from the defrosted heat exchanger Regulation and control and thus a further pressure loss and thus energy loss is switched off.
  • a procedure according to claim 5 is also advantageous, since it is the one to be defrosted Heat exchanger coming liquefied refrigerant amount is equal to or less, than the amount of refrigerant regulated by the expansion valve and cooled by the condenser, and thus about the control of the expansion valve despite the use of the defrosted heat exchangers uncontrolled amount of refrigerant a clear control and regulation of the temperature to be cooled is possible.
  • a problem-free admixture of the refrigerant supplied by the defrosted heat exchanger can be achieved by the measures according to claim 6.
  • the measures according to the patent claim also provide a surprising additional advantage 8, since this reduces the degree of icing on the heat exchanger arranged in the cold zone and thus switching between the parallel suction paths is less common must take place, which due to the lower energy requirement by defrosting a higher Profitability can be achieved.
  • the division into a climate zone and a cold zone in the climate zone the surfaces of the heat exchanger through the precipitation of the condensate separated from the gas are wet and through these wet surfaces these heat exchangers can be used as particle filters, in particular dirt filters, these contaminants with the drainage of the condensate regularly during the continuous operation can already be derived from the heat exchanger.
  • a procedure according to claim 10 is also advantageous, since it eliminates of particles entrained in the sucked gas, in particular dust and dirt, simply is possible.
  • a higher efficiency during cooling and through optimized pipe length of the refrigerant pipes in the heat exchanger can be achieved by the measures according to claim 11 become.
  • an energy balance can favorable control of the refrigerant compressor achieved and increased operational reliability become.
  • the object of the invention can also be achieved by the independent solution according to claim 22 be solved, which ensures with the device can be that the refrigerant flowing out of the heat exchanger through which the gas or the air has cooled down, is heated above the pressure dew point and thus condenses of the refrigerant flowing back to the refrigerant compressor is reliably prevented.
  • An almost real-time control of the operation of the device can be based on the features Claim 24 can be achieved.
  • training according to claim 26 is also advantageous, as a result of which rapid defrosting is possible of the ice topping is made possible by the heat exchanger.
  • the embodiment variant according to patent claim 27 is also advantageous, since it results in a gradual process Cooling of the sucked gas and thus a targeted and rapid removal of the sucked in Gas contained condensate is possible.
  • a sensitive regulation of the temperature of the sucked gas and associated with it A good efficiency of the entire device can be achieved through the training according to claim 29 can be achieved.
  • FIG. 1 shows a device 1 for compressing a gas 2, which is shown schematically by arrows 3 is indicated.
  • This device 1 comprises a compressor 4, both for this Screw compressors as well as piston compressors or radial compressors with or without oil injection Can be used, and two upstream refrigeration dryer 5, 6.
  • the two Refrigeration dryers 5, 6 are connected via suction lines 7, 8 to a suction nozzle 9 on the suction side of the compressor 4 connected.
  • Between an outlet 10, 11 of the refrigeration dryer 5, 6 and Intake lines 7, 8 are airtight flaps 12, 13 arranged via drives 14, e.g. Cylinder piston assemblies or solenoid assemblies, from the one at the shutter 12 shown in the closed position shown in the closure flap 13 open position are adjustable.
  • At least one heat exchanger 15, 16 is arranged in each cold dryer 5, 6. Any heat exchanger 15, 16 is with a connecting line 17, 18 and a suction line 19, 20 of a refrigerant circuit connected.
  • the in the suction lines 19, 20 from the heat exchanger 15, 16th Coming gaseous refrigerant is in particular via a solenoid valve 21, a suction line 22 sucked in by a refrigerant compressor 23.
  • a control device 24 is provided on which the individual solenoid valves 21 or drives 14 are connected.
  • the refrigerant is also from the refrigerant compressor 23 or a downstream condenser via pressure lines 25, 26, adjustable or controllable expansion valves 27, 28, which e.g. can also be used as a check valve in the connecting lines 17, 18, ie to the entrance of the heat exchanger 15, 16, transported. It is also possible that when using non-lockable expansion valves 27, 28 before or after them Arrange the solenoid valve to interrupt the refrigerant circuit.
  • connecting line 17 or 18 is connected via a bypass line 29, 30 a solenoid valve 31, 32 for the hot gas with the line between the refrigerant compressor 23 and the capacitor connected.
  • the refrigeration dryers 5, 6 have further flaps 33 which are in the closed position Condition at least in relation to the entry of gases 2 from the direction of an intake port 34 are gastight.
  • the cold dryers 5, 6 are connected to one another via a connecting line 35.
  • This connecting line 35 connects the flaps 12, 13 opposite Openings of the cold dryers 5, 6.
  • the connecting line 35 or the cold dryers 5, 6 point a drain 36 on the suction side of the refrigeration dryer 5, 6 and for removing the Condensate is arranged.
  • this connecting line 35 is arranged a closure flap 37, which preferably but not mandatory, in the closed state at least with respect to the entry of gases 2 is gas-tight from the direction of the intake port 34.
  • the suction lines 19, 20 are at the outlet of the heat exchanger 15, 16 in front of the solenoid valves 21 each connected to a return line 38 and 39, the return line 38, which is connected to the suction line 19, against backflow from the connecting line 18 acting check valve 40 is interposed so that the return line 38 with the Connection line 18 can be connected, whereas the suction line 20 via the return line 39 and an effective against the inflow of refrigerant gas from the connecting line 17
  • Check valve 41 is connected to the connecting line 17.
  • the method for cooling a gas 2 to be compressed now proceeds as follows:
  • the gas 2 to be compressed is sucked in the device 1 shown with the flap 33 of the refrigeration dryer 5 open through the compressor 4 via the intake port 34 into the refrigeration dryer 5.
  • the sucked-in gas 2 then passes through the heat exchanger 15, which is thawed at this time, ie is freed from the condensate that has accumulated as ice.
  • the warm air sweeps past the ice or heat exchanger 15 fogged with ice by cold condensation water
  • the gas 2 which has been sucked in is already cooled and excretes part of the moisture contained in the gas 2 in the form of water vapor.
  • the gas 2 flows through the heat exchanger 16 cooled to the desired temperature and is cooled to the desired predetermined temperature, whereupon the still in the sucked gas 2 in the form of water vapor contained liquid is excreted.
  • the excreted liquid settles as hoarfrost or ice due to the temperature below 0 ° C
  • the heat exchanger 16 is cooled using a refrigerant.
  • This refrigerant is in compresses the refrigerant compressor 23 and then in a not specified Cooled condenser so that it passes into the liquid state and then through the pressure line 26 is supplied to an expansion valve 28.
  • the control of the individual solenoid valves 21 of the expansion valves 27, 28, the flaps 12, 13, 33, 37 takes place via control lines 42 to 47.
  • the refrigerant compressor 23 downstream condenser connected via the pressure line 25 in which the liquefied Refrigerant is supplied to the expansion valve 27, in which the pressure drop for gasification of the refrigerant takes place, and via a connecting line 17 to the heat exchanger 15 is connected.
  • the refrigerant is returned to the refrigerant compressor 23 via the suction line 19 and 22.
  • the gas 2 to be compressed is now, for example Air, according to the schematic arrows 3 via the intake port 34 in the area of Cold dryer 5 sucked in and via the heat exchanger 15, the connecting line 35 in the Area of the refrigeration dryer 6 forwarded.
  • the gas 2 then flows through or flows around it the heat exchanger 16 and enters through the closure flap 13 in the suction line 8, the the now dehumidified and supercooled gas 2 feeds the intake 9 of the compressor 4.
  • the flap is airtight in both directions of flow 12 closed as well as the closure flap assigned to the refrigeration dryer 6 33 and the closure flap 37 arranged in the connecting line 35.
  • the heat exchanger 16 becomes the refrigeration dryer 6 icy, i.e. that water drops are separated from the sucked-in gas 2, so that only dry gas 2 is drawn in by the compressor 4.
  • Another advantage of this subcooling of the sucked gas 2 is that the operating temperature the compressor 4 is extremely low, so that it is also the case with the compressors 4 with oil injection there is no gasification or evaporation of the oil and is thus avoided, that the evaporated oil mixes with the gas 2 since there is no more moisture in the gas 2 is.
  • oil-water Prevents emulsions in connection with the strong drying of the gas 2 due to the liquid separation in the heat exchangers 15 or 16 mixtures of oil and water do not occur and become the otherwise very difficult to dispose of, oil-water Prevents emulsions.
  • the flap 33 of the refrigeration dryer 6 opened and simultaneously or immediately after opening the flap 33 the flap 37 closed in the connecting line 35. This will cause that to compressing gas 2, which has a higher temperature than the temperature of the previously used been heat exchanger 16 of the refrigeration dryer 6, the frozen condensate on Heat exchanger 16 or on the walls of the refrigeration dryer 6 is defrosted and via the drain 36 can flow out.
  • the control device 24 controls the control device 24 via the control line 47 to the solenoid valve 32 for hot gas, whereby from the refrigerant compressor 23, bypassing the condenser, the gaseous refrigerant flow through the heat exchanger 16 at a high temperature via the bypass line 30 can.
  • the hot refrigerant now flows through the icy heat exchanger 16, whereby the heat exchanger 16 heats up and the one frozen on it Defrosts condensate. That cooled by flowing through the icy heat exchanger 16 Refrigerant reaches the connecting line via the return line 39 and the check valve 41 17.
  • the opens Control device 24 closes flap 37 and simultaneously closes flap 33 of the refrigeration dryer 6, whereby the gas 2 is now sucked in via the closure flap 37.
  • the control device 24 turns the solenoid valve 32 closed and the expansion valve 28 activated by the control device 24.
  • the refrigeration dryer 6 is cooled to a certain temperature in order to switch over from Refrigeration dryer 5 on the refrigeration dryer 6 to ensure rapid cooling of the gas 2.
  • the refrigeration dryer 6 can in turn a switching of the flaps 12, 13, 33, 37 take place by the flap 12 is closed and the flap 13 is opened, and thus the flap 37 gas 2 sucked in the connecting line 35 now again via the Refrigeration dryer 6 is dried and cooled and via the closure flap 13 the intake manifold 9 of the compressor 4 is supplied.
  • the analogous switching of the closure flap 33 of the refrigeration dryer 5 can then take place, after which the defrosting of the now by the operation iced heat exchanger 15 analogously, as for the heat exchanger 16, is carried out.
  • FIGS. 2 and 3 a detailed schematic circuit diagram of the control device 24 is shown.
  • the Refrigeration dryers 5, 6 and their heat exchangers 15, 16 are in turn via the connecting lines 17, 18 with the expansion valves 27, 28 with the interposition of solenoid valves 48, 49 connected to the pressure line 25, 26.
  • Each of the expansion valves 27, 28 also has one Pressure sensor 50, 51, with which, through the connection via pressure lines 52, 53 Suction line 19, 20, the pressure of the gaseous refrigerant can be determined directly or indirectly can.
  • the suction lines 19, 20 are connected to the suction line 22 via the solenoid valves 21.
  • a temperature sensor 54, 55 arranged between the solenoid valve 21 and each heat exchanger 15, 16 there is a temperature sensor 54, 55 arranged.
  • the temperature sensor 54, 55 a Pressure measuring device is used, the temperature of the pressure of the refrigerant of the refrigerant can be determined.
  • the pressure sensors connected to the pressure lines 52, 53 50, 51 are between the solenoid valves 21 and the temperature sensors 54, 55 with the Suction line 19, 20 connected.
  • the output of the solenoid valves 21 is connected to the suction line 22, which in one Heat exchanger 56 opens.
  • the heat exchanger 56 is via a suction line 57 with an inlet of the refrigerant compressor 23 connected.
  • the refrigerant compressor 23 is a Motor 58 driven.
  • At the outlet of the refrigerant compressor 23 is a condenser 59, in which the hot compressed via a cooling water circuit 60, preferably in the counterflow principle gaseous refrigerant is cooled until it condenses via a line 61 connected.
  • the capacitor 59 which is operated in countercurrent, is usually like this executed that he can absorb an appropriate amount of refrigerant and at the same time the Function of a tank fulfilled. If, on the other hand, a capacitor 59 is used, for example where the refrigerant is cooled by air, there is also a tank in the refrigerant circuit to be arranged in order to keep a corresponding reserve of refrigerant in stock.
  • the condenser 59 is connected via a line 62 to an input 63 of the heat exchanger 56 connected with the interposition of a liquid converter 64.
  • This fluid converter 64 is used to remove any moisture in the refrigerant, i.e. water vapor or water droplets, and an impermissible increase in moisture or water to prevent in the refrigerant.
  • the heat exchanger 56 in which the hot refrigerant, which comes from the liquid converter 64 flows through, to that on the suction side drying gaseous refrigerants flowing through, i.e.
  • the refrigerant flow still contains liquid components of the refrigerant in the Heat exchanger 56, which works as a refrigerant dryer, settle and through the hot refrigerant is heated and evaporate so that it is prevented that on the suction side of the Refrigerant compressor 23 is supplied with liquid refrigerant.
  • An outlet 65 of the heat exchanger 56 is via a pressure line 66, which is in the pressure lines 25, 26 for the heat exchanger 15, 16 divides and possibly with the interposition of a sight glass 67 with the Expansion valves 27, 28 connected via the solenoid valves 48, 49, making the circuit for a refrigerant 68 is closed.
  • a hot gas regulator 69 is connected to the line 70 via the Line 61 connected.
  • the hot gas regulator 69 in turn comprises a pressure sensor 71, which a pressure line 72 is connected to the outlet of the hot gas regulator 69.
  • the exit of the Hot gas regulator 69 is via a bypass line 73, which in turn extends into the bypass lines 29 and 30 for each heat exchanger 15, 16 divided, with the solenoid valves 31, 32 for the hot gas connected.
  • the solenoid valves 31, 32 are with a drive 74, 75 for remote actuation the control device 24 provided.
  • the temperature sensors 54, 55 are connected via control lines 76, 77 to the expansion valves 27, 28 connected.
  • control lines 76, 77 it is also possible to measure the results of the temperature sensors 54, 55 and the pressure sensors 50, 51 and 71 via control lines 78, as with dash-dotted lines Lines shown to pass to the control device 24, which the expansion valves 27, 28th can be controlled via the control line 43, 46.
  • the control device 24 is connected via feed lines 79, 80 to a current source 81, which is preferred is formed from a network of an electrical supply company.
  • the solenoid valves 31, 32 can also via the control lines 42, 47 with the control device 24 be connected.
  • the solenoid valves 21, the solenoid valves 48, 49 and the solenoid valves 31, 32 are also included provided with a drive 82.
  • the drive 82 is controlled via control lines 42, 44, 45, 47, 83, 84 connected to the control device 24, which by electromagnets or electric servomotors, for example stepper motors or the like.
  • the expansion valves 27, 28 are connected to the control device 24 via the control lines 43, 46 connected, whereby the amount of the refrigerant 68 to be expanded is regulated or monitored can be.
  • the output of the heat exchanger 15 is via the return line 38 with the interposition of the check valve 40 with the input of the heat exchanger 16 or the connecting line 18 connected.
  • the output of the heat exchanger 16 is over the return line 39 with the interposition of the check valve 41 with the input of Heat exchanger 15 connected.
  • the gas 2 to be compressed is in the device 1 shown in Fig. 1 via the heat exchanger 16 of the refrigeration dryer 6, the open flap 13, the suction line 8 and the intake manifold 9 is sucked in by the compressor 4 and in the compressor 4 by the desired amount Extent condensed.
  • the heat exchanger 16 is arranged in a refrigerant circuit the cooling of the sucked-in gas 2 and the excretion of those contained in the sucked-in gas 2 To allow fluid and its excretion.
  • the gaseous refrigerant 68 which is highly compressed by the refrigerant compressor 23, is passed through led the condenser 59 and thereby brought into the liquid state by cooling and then fed to the fluid converter 64. From there, the refrigerant 68 passes through the Heat exchanger 56, the pressure line 66 and the pressure line 26 to the solenoid valve 49. Is that Solenoid valve 49 by activation via control line 84 from control device 24 opened, the liquid refrigerant 68 can continue to flow to the expansion valve 28. By the pressure drop in which the expansion valve 28 downstream connecting line 18 expands now the liquid refrigerant 68 and changes into a gaseous state. As with the Expansion of the refrigerant 68 uses energy to make the transition from liquid to liquid reach gaseous state. The energy required is the liquid refrigerant 68 and the heat exchanger 16 removed. Cooling occurs due to the evaporation cold on.
  • the design can now be made in this way, for example be that the refrigerant 68 in the line 61 a temperature between + 70 ° C and + 105 ° C, preferably + 80 ° C to + 90 ° C, and at the selected compression pressure is gaseous.
  • the condenser 59 for example, via the cooling water circuit 60 or Adequate air cooling removes as much energy from the refrigerant 68, thereby this is cooled so far that it is at the prevailing pressure conditions a temperature between + 25 ° C and + 60 ° C, preferably + 35 ° C, the pressure at one Refrigerant, especially the type R22, is absolutely 13.5 bar the refrigerant 68 liquefies and is cooled in the subsequent heat exchanger 56 in counterflow with the cold, sucked-in gaseous refrigerant 68 additional thermal energy withdrawn so that it is preferred at a temperature between + 15 ° C and + 25 ° C + 20 ° C, the expansion valve 28 flows.
  • the over the Expansion valve 28 supplied amount of refrigerant 68 is controlled so that the over Pressure line 53 in the suction line 20 monitors pressure of the refrigerant 68, for example one Corresponds to the target pressure of 4.8 bar and at the same time that monitored by the temperature sensor 55 Temperature is higher than the target temperature corresponding to the target pressure of 4.8 bar of 5 ° C.
  • Refrigerant 68 can remove a larger or smaller amount of heat from the heat exchanger 16 and so a predeterminable temperature of the sucked gas 2 in the range of the intake manifold 9 can be achieved, for which purpose in the area of the intake pipe 8 or the intake manifold 9 a temperature measurement of the sucked gas 2 can take place.
  • the amount of refrigerant 68 supplied by the expansion valve 28 can be in one direct control loop via the pressure prevailing in the pressure line 53 by means of the pressure sensor 51, which can change the opening width of the expansion valve 28, take place, wherein additionally influencing these control values or the function of the expansion valve 28 can be done by the control device 24.
  • Such additional influencing of Expansion valve 28 by the control device 24 is particularly necessary if one exact temperature of the sucked gas 2 in the area of the intake 9 of the compressor 4 is required for the gas 2.
  • the regulation is used in the control loop the pressure line 53 and the pressure sensor 51 on the basis of the predefined pressure ratios and the temperature conditions in the suction line 20, so the temperature of the sucked-in gas 2 on the intake manifold 9 as a function of the temperature of the gas 2 vary in the area of the intake manifold 34. Is it, for example, in winter when compaction of air drawn in by the refrigeration dryer 5, 6 becomes colder, so it becomes the same Cooling capacity a colder and correspondingly denser air at the intake 9 of the compressor 4 are available.
  • the temperature sensor 54 detects the actual temperature and the pressure sensor the actual pressure. In the case of direct control with a closed control loop without being influenced by the Control device 24 becomes the desired temperature and the desired pressure at the expansion valve 28 set. Via the pressure line 53 and the pressure sensor 51 and the temperature sensor 55, which is connected to the expansion valve 28 via the control line 77, this is now via the Expansion valve 28 supplied refrigerant 68 controlled so that the actual temperature and the actual pressure correspond to the target temperature and the target pressure.
  • the temperature sensors 54, 55 and the pressure sensors 50, 51 are connected to the control device 24.
  • the actual temperature and / or the actual pressure is then in the control device 24 with the target temperature and / or the target pressure, which about an input device can be set compared, the control device 24 then depending on the difference between the target and actual temperature and / or pressure controls the expansion valves 27, 28 and thus the amount of liquid refrigerant 68 can be regulated.
  • the refrigerant 68 After the refrigerant 68 has been brought into the gaseous state, it flows through the Heat exchanger 16, whereby the sucked gas 2 is cooled to the appropriate temperature becomes.
  • the gaseous refrigerant 68 then flows through the suction line 20 and the like Solenoid valve 21 to the suction line 22 and from this into the heat exchanger 56. From there the gaseous refrigerant 68 is sucked in by the refrigerant compressor 23 via the suction line 57.
  • the gaseous refrigerant 68 By compressing the gaseous refrigerant 68 from the refrigerant compressor 23, the gaseous refrigerant 68 is compressed to high pressure and then in condenser 59 liquefied by cooling, which completes the refrigerant cycle.
  • This is monitored, for example, with the heat exchanger 16 in operation in such a way that that the temperature by means of temperature sensor 55 and pressure sensor 51 in the area of the suction line 20 or the pressure of the refrigerant 68 is monitored after leaving the heat exchanger 16 becomes.
  • Refrigerant 68 lower than the set temperature or set pressure, i.e. would Refrigerant 68 in the heat exchanger 16 is too cold due to the insulating effect of the ice jacket withdrawn, this is done via the control device 24 taking into account possible other parameters, such as the ambient temperature, recognized. Of course it is possible that the control for initiating the defrosting process via a preset Period can take place.
  • the control device 24 then assigns the heat exchanger 16 to be defrosted gastight flap 13 closed and the expansion valve 28 from the control device 24 acted upon such that the supply of liquid refrigerant 68 is interrupted becomes.
  • the drive 74 of the solenoid valve 32 is then acted upon by the control device 24, whereby the bypass line 30 is connected to the connecting line 18 and that of Hot gas regulator 69 dispensed hot gas via the bypass line 73 into the connecting line 18 Heat exchanger 16 is supplied. As a result, the interior of the heat exchanger 16 is heated. The heating causes the ice that is on the walls of the heat exchanger 16 or has applied to the walls of the refrigeration dryer 6, defrosted and flows through the drain 36, as shown in Fig. 1.
  • the solenoid valve 21 of the suction line 20 is closed, the suction line 20 via the return line 39 with the interposition of the check valve 41 with the Connection line 17 is connected and the heat exchanger 15, with which the suctioned Gas 2 is cooled, supplied with cooled refrigerant 68 of the heat exchanger 16.
  • the hot, gaseous refrigerant 68 supplied via the bypass line 30, the amount of which the hot gas regulator 69 is regulated, is only a small part, for example 10 to 20% of the entire refrigerant 68 expanded by the expansion valve 27.
  • the hot, gaseous refrigerant 68 becomes due to the cold in the refrigeration dryer 6 to be defrosted liquefied by cooling and passes from the outlet of the heat exchanger 16, ie the suction line 20, via the return line 39 and the check valve 41 to the connecting line 17 of the Heat exchanger 15.
  • the connecting line 17 is with a gaseous, cold refrigerant 68 flows through for the heat exchanger 15 of the refrigeration dryer 5. Because of the pressure difference between the connecting line 17 and the return line 39 is that of the heat exchanger 16 liquefied refrigerant 68 again in gaseous form and mixes with the gaseous refrigerant 68 in the connecting line 17, whereby the refrigerant circuit for defrosting the Cold dryer 6 is closed.
  • control device 24 closes the flap 37 and closes the flap 33 of the Refrigeration dryer 6, so that the saturated with water when defrosting at a certain temperature Air cannot be drawn in by the refrigerant compressor 23.
  • the refrigerant compressor 23 is assigned a bypass line 85, which is between the suction line 57 and the line 61 extends.
  • this bypass line 85 there is an overhang Vacuum control valve 86 is provided to damage the refrigerant compressor 23 to avoid.
  • Vacuum control valve 86 is also a flow cross-section of the return lines 38 and 39 is considerably smaller than the cross section of the connecting lines 17 or 18.
  • the refrigerant can be returned after defrosting 68 via the return lines 38, 39, but before the respective expansion valves 27, 28 of the Cooling heat exchanger 15, 16 used in the pressure lines 25, 26 can take place. It it is only necessary to ensure that in the area of the infeed of the heat exchanger to be defrosted 16 or 15 coming refrigerant 68 the pressure in this refrigerant 68 is higher than in the Pressure lines 25 or 26. If this cannot be ensured in every operating state, then the supply is possible, for example, via a Venturi nozzle arrangement or the like.
  • the refrigeration dryer 6 Before the refrigeration dryer 6 is put back into operation, i.e. that the defrost phase is complete is, the refrigeration dryer 6 is pre-cooled.
  • the control device 24 the solenoid valve 49 opened.
  • the liquid refrigerant 68 comes from the refrigerant compressor 23 to the expansion valve 28, with which the temperature, to which the interior of the refrigeration dryer 6 is to be cooled.
  • the refrigeration dryer 6 has been pre-cooled to the appropriate temperature, if the ice is too iced up Refrigeration dryer 5 the suction process for the gas 2 now take place via the refrigeration dryer 6.
  • the closure flap 33 of the refrigeration dryer 6 and the shutter 37 are closed.
  • FIGS. 1 to 3 an embodiment of the device 1 shown in FIGS. 1 to 3 is also possible without using the three flaps 33 and 37, which then each the compressor 4 gas 2 to be compressed independently sucked into each refrigeration dryer 5 or 6 becomes.
  • the characteristic curve 87 shown in full lines corresponds to the temperature profile in the refrigeration dryer 5 and the characteristic curve 88 shown in broken lines corresponds to that Temperature curve in the refrigeration dryer 6.
  • the refrigeration dryers 5 and 6 are operated in different ways, i.e.
  • the refrigeration dryer 5 is, as the characteristic curve 87 shown, from the cooling operation in the Defrost mode and the refrigeration dryer 6 switched from the defrost mode to the cooling mode.
  • the defrost cycle for the heat exchanger 16 has ended and it is triggered by the control device 24, as described with reference to FIGS. 2 and 3, the refrigeration dryer 6 pre-cooled.
  • the interior of the refrigeration dryer 6 is the same as that with the control device 24 preset temperature cooled and it can from the refrigeration dryer 5 to the refrigeration dryer 6 can be switched. However, it is also possible to pre-cool this condition for extended periods To maintain time when the refrigeration dryer 5 has not yet iced too much.
  • the defrost cycle for the refrigeration dryer 5 is initiated by the control device 24
  • the heat exchanger 15 is replaced by the refrigeration dryer 5 flows with hot, gaseous refrigerant 68, causing the temperature in the interior of the refrigeration dryer 5 begins to rise.
  • the cooling cycle for the refrigeration dryer 6 is started. This is again visible at time 90. It is also possible to adjust the pre-cooling phase to the corresponding one Temperature of the refrigeration dryer 5 to perform a quick, low-loss switching to ensure from the refrigeration dryer 5 to the refrigeration dryer 6.
  • the cold dryer 6 reaches and can reach the temperature set by the control device 24 cool the suctioned gas 2 accordingly.
  • the internal temperature in the refrigeration dryer 5 continues to rise.
  • the internal temperature of the refrigeration dryer 5 reaches the maximum value, causing the ice to rise begins to melt.
  • the defrosting process for the refrigeration dryer 5 is complete and the control device 24 controls the device 1 so that the refrigeration dryer 5 is precooled and thus the state of the time as before for the refrigeration dryer 6 is reached, whereupon the following points in time 91 to 93 are repeated.
  • This condition can now be maintained for some periods when the refrigeration dryer 6 is not yet too iced over.
  • a temperature sensor 94 the is shown in Fig. 1, in the refrigeration dryer 6 found that the desired cooling temperature for the sucked gas 2 is no longer reached, whereby the control device 24 now Refrigeration dryer 6 switches to defrost mode and at the same time refrigeration dryer 5 for cooling of the sucked gas 2 is activated, whereby the refrigeration dryer 5 in the cooling mode and Refrigeration dryer 6 are operated in defrost mode.
  • FIG. 5 shows a possible embodiment variant of the device 1 according to the invention for Compression of gases 2, which are indicated schematically by arrows 3, is shown.
  • the gas 2 is in turn discharged from the compressor 4 the suction port 34 of the respective refrigeration dryer 5, 6 sucked in and cooled in this.
  • the intake port of the refrigerant compressor 23 is via the suction line 57 with the interposition of the solenoid valves 101, 102 with the on the suction lines 103, 104 downstream of the heat exchangers 95, 96 connected.
  • the expansion valves 99, 100 and the solenoid valves 101, 102 are in turn over Control lines 105 to 108 connected to the control device 24.
  • one of the two heat exchangers 95, 96 optionally supply hot, gaseous refrigerant 68 for defrosting. Rather, it takes place alternately Defrosting the heat exchangers 15, 95 and 16, 96 only heats them up accordingly Heat exchanger 15 or 16 with the hot, gaseous refrigerant 68, as shown in the 2 and 3 has been described in detail, and is caused by the heating of the heat exchanger 15 and 16 also defrosted the ice on the heat exchangers 95, 96.
  • a common refrigerant compressor 23 is provided instead of two separate refrigerant compressors 23 for the heat exchangers 15, 16 and 95, 96.
  • refrigerant compressors 23 with low output are recommended for each of these refrigerant circuits to use its own refrigerant compressor 23. This has the advantage that in the event of failure of a refrigerant compressor 23 at least part of the cooling required of the sucked-in gas 2 is possible and thus, albeit with poorer efficiency, the device 1 according to the invention can be operated further.
  • the process for compressing gases 2 now proceeds as follows: In the device 1 shown, the gas 2 to be compressed is sucked into the refrigeration dryer 6, for example, via the refrigeration dryer 6, ie, via the intake port 34 of the opened closure flap 33 of the refrigeration dryer 6. The sucked-in gas 2 then passes through the heat exchanger 96, in which the sucked-in gas 2 is pre-cooled. Then the sucked-in gas 2 then passes through the heat exchanger 16 and is cooled by it to the desired temperature and reaches the compressor 4 via the suction line 8 and the opened closure flap 13.
  • the Control device 24 the expansion valves 28 and 100 and the solenoid valves 21 and 102 controlled.
  • the cold, gaseous refrigerant 68 can be connected via the connecting line 18 and 98 flow into the heat exchangers 16 and 96, whereby inside the refrigeration dryer 6 the gas 2 is cooled.
  • the control device 24 Simultaneously with the actuation of the expansion valves 28 and 100, the control device 24, the solenoid valve 21 and 102 controlled via the control lines 45 and 107, whereby the cold, gaseous refrigerant 68 from the heat exchanger 16 and 96 via the suction lines 20 and 104 flow to the suction lines 22 and 57 and to the refrigerant compressors 23 can.
  • the sucked-in gas 2 is then cooled via the two heat exchangers 16 and 96.
  • the two heat exchangers 16 and 96 have different temperature ranges operated, i.e. that the heat exchanger 96 has a temperature of e.g. -10 ° and the heat exchanger 16 a temperature of e.g. Has -20 °, whereby the sucked gas 2 when flowing past precooled on the heat exchanger 96 and then through the heat exchanger 16 is cooled to the predetermined temperature.
  • This has the advantage that the sucked in Gas 2 can be cooled to a lower temperature, ensuring that the condensate contained in gas 2 is separated.
  • the cooling of the gas 2 in the refrigeration dryer 6 occurs, as in connection with the previous ones Fig. already described, when cooling the gas 2 below 0 ° C for ice formation within the refrigeration dryer 6 or 5, whereby the refrigeration dryer 5, 6 alternately defrosted Need to become.
  • the closure flap 12 closed, whereby the compressor 4 can not suck in gas 2 via the refrigeration dryer 5.
  • the control device 24 controls this Solenoid valve 31, whereby hot, gaseous refrigerant 68 from refrigerant compressor 23 reaches the connecting line 17 via the bypass line 29 and thus the heat exchanger 15 is heated.
  • the heated refrigerant in turn flows from the outlet of the heat exchanger 15 68, as explained in detail in FIG. 3, via the check valve 40 and the return line 38 to the input of the heat exchanger 16 and is fed there into the connecting line 18, so that it mixes with the cold, gaseous refrigerant 68 and the refrigerant circuit closed is.
  • the Heat exchanger 15 By flowing through the heat exchanger 15 with hot refrigerant 68, the Heat exchanger 15, whereby the ice on the heat exchanger 15 and on the walls of the refrigeration dryer 5 is defrosted. At the same time, heat builds up in the refrigeration dryer 5, as a result of which the Heat exchanger 95 is also defrosted and thus the ice in the form of water from the drain 36 flows off.
  • FIGS. 1 to 5 show another embodiment variant of the solution according to the invention, wherein the clarity because of only one of the previously described refrigeration dryers 5, 6, namely the Refrigeration dryer 5 is shown.
  • the function and the interconnection of the refrigeration dryer shown 5 with the refrigeration dryer 6, not shown, can be seen from the previously described FIGS. 1 to 5 can be removed.
  • FIGS. 1 to 5 can be removed.
  • the refrigeration dryer 5 shown for sucking in gases 2 for the compressor 4 differs from those in the previously described embodiments in that a climatic zone 109 and a cold zone 110 is arranged.
  • the climate zone 109 consists of three heat exchangers 111 to 113, whereas the cold zone 110 consists of four heat exchangers 114 to 117.
  • Each of these heat exchangers 111 to 113 and 114 to 117 consists of a continuous one Pipe coil or pipe coil along which the sucked-in air passes to cool off.
  • the heat exchangers 111 to 113 of the climate zone 109 and the heat exchangers 114 to 117 in the Cold zone 110 are in turn connected via pressure lines 118 to 124 of expansion valves 125 to 131 and connecting lines 17, 18 connected. Be further Pressure lines 118 to 124 with one or more refrigerant compressors 23, which because of Overview are not shown, connected.
  • the outputs of the heat exchangers 111 to 117 are via suction lines 132 to 138 with the interposition of solenoid valves 139 to 145 connected to one or more refrigerant compressors 23, whereby the refrigerant circuit for the refrigerant 68 is closed.
  • the refrigerant compressors 23 are bypass lines 146 to 152 below Interposition of a solenoid valve 153 to 159 with the connecting lines 17, 18 and connected between the expansion valves 125 to 131 and the heat exchangers 111 to 117.
  • FIG. 6 there are also the return lines 160 to 166, which are between the expansion valves 125 to 131 and the heat exchangers 111 to 117 are connected, shown schematically.
  • This Return lines 160 to 166 are connected to the outlet of the heat exchangers in the refrigeration dryer 6 connected with the interposition of a check valve.
  • At the exit of the heat exchanger 111 to 117 are further return lines 167 to 173, but before the solenoid valves 139 to 145, connected to the suction lines 132 to 138.
  • the ends of the return lines 167 to 173 are interposed with a check valve 174 to 180 with the corresponding Inputs of the heat exchanger connected to the refrigeration dryer 6.
  • heat exchangers 111 to 117 are individually controlled by the control device 24, so it is possible to control the internal temperature of the refrigeration dryer 5, 6 by the amount of active heat exchangers 111 to 117 without determining the amount of refrigerant to be expanded 68 must be regulated.
  • control device 24 it is possible for any number of heat exchangers 15, 16 can be used in the individual refrigeration dryers 5, 6.
  • FIG. 7 shows another embodiment variant of the solution according to the invention, as shown in FIG. 6 is shown.
  • a refrigeration dryer 5 was used and 6, namely the refrigeration dryer 5 shown.
  • the function and interconnection of the Refrigeration dryer 5 shown with the refrigeration dryer 6, not shown, can be according to any of the exemplary embodiments described above in FIGS. 1 to 6 can be selected. Furthermore were made for those parts that correspond to the parts in the previously described figures same reference numerals used.
  • the refrigeration dryer 6 is also of the same design and design Usually two refrigeration dryers 5, 6 arranged in parallel, which are operated alternately. The advantages can also be achieved if only one refrigeration dryer 5 or 6 is used.
  • the output of the heat exchangers 114 to 116 is in turn via a suction line 132 with the interposition of a solenoid valve 139 connected to the refrigerant compressor 23, whereby the refrigerant circuit for cooling the sucked gas 2 is closed Feed lines for the heat exchangers 114 to 116 are thereby before entering the refrigeration dryer 5 connected to the connecting line 17 or the suction line 132.
  • Feed lines for the heat exchangers 114 to 116 are thereby before entering the refrigeration dryer 5 connected to the connecting line 17 or the suction line 132.
  • the climate zone 109 is also made up of several individual ones Heat exchangers 111 to 113 are formed, which in turn have a single connecting line 18 the expansion valve 129 are connected.
  • the expansion valve 129 is in turn a Pressure line 118 with the same refrigerant compressor 23 or another refrigerant compressor 23 connected.
  • the output of the heat exchangers 111 to 113 is via a suction line 136 with the interposition of a solenoid valve 143 with the same refrigerant compressor 23, which feeds the pressure line 118, connected.
  • the feed lines of the individual heat exchangers 111 to 113 are spliced outside of the refrigeration dryer 5, whereby the refrigerant flow again from the connecting line 18 into the individual heat exchangers 111 to 113 can.
  • the climate zone 109 can e.g. also via a bypass line 150 with interposition a solenoid valve 157 are connected to the connecting line 18, whereby a Defrost the climate zone 109 by supplying hot refrigerant gas via the bypass line 150 is possible.
  • the cold dryer 5, as described in FIG. 6, has the return lines 160, 164, 167 and 168 for interconnection with the cold dryer 6, whereby the defrosting process, as used in the previously described FIGS. 1 to 6, can be used.
  • FIG. 8 Another embodiment variant is shown in FIG. 8, that of the one previously based on FIGS. 6 and 7 described embodiment is similar. Again, for the sake of clarity one of the two refrigeration dryers 5, 6, namely the refrigeration dryer 5, is shown. The function and the interconnection of the refrigeration dryer 5 shown with the refrigeration dryer, not shown 6 can be seen from the previously described FIGS. 1 to 7. Furthermore, for those parts which correspond to parts in the previously described figures have the same reference numerals used. When using the refrigeration dryer 5 shown, it is usually but not mandatory, the refrigeration dryer 6 is of the same design.
  • the climate zone 110 is formed from only one heat exchanger 114.
  • This Heat exchanger 114 is formed from a plurality of refrigerant lines 181 to 184, wherein the individual refrigerant lines 181 to 184, in turn, outside the refrigerant dryer 5 are connected to the connecting line 17.
  • the cable cross-section and the length of the individual refrigerant lines 181 to 184 is the same, to avoid pressure differences as previously described.
  • the refrigerant lines 181 to 184 in each Heat exchangers 114 may be different if they have their own expansion valve 125 can be controlled.
  • the connecting line 17 is in turn connected to the pressure line via the expansion valve 125 119 connected.
  • the pressure line 119 is, as in the figures described above, with the refrigerant compressor 23 connected.
  • the output of the heat exchanger 114 is in turn via a Suction line 132 with the interposition of a solenoid valve 139 with the refrigerant compressor 23, which is connected to the pressure line 119, connected.
  • the single ones Refrigerant lines 181 to 184 are between the solenoid valve 139 and the inlet or the output of the heat exchanger 114 connected to the suction line 132.
  • one of the refrigerant compressors 23 is used Bypass line 146 with the interposition of a solenoid valve 153 with the connecting line 17, namely between the expansion valve 125 and the distribution of the connecting line 17th into the individual refrigerant lines 181 to 184.
  • FIG. 109 Another embodiment variant of a heat exchanger 111 is shown in the climate zone 109.
  • the heat exchanger now consists of three refrigerant lines 185 to 187.
  • the refrigerant lines 185 to 187 are connected via the connecting line 18, each with an expansion valve 129 to 131 connected, whereby the individual refrigerant lines 185 to 187 can have different lengths and diameters of different sizes because of the
  • the expansion valves 129 to 131 have a precise flow of the refrigerant 68 can be regulated by the control device 24 through the coolant lines 185 to 187.
  • the expansion valves 129 to 131 are connected via the pressure line 118 to one or more Refrigerant compressors 23 connected.
  • each refrigerant line 185 to 187 has its own bypass line 150 to 152 with the interposed solenoid valves 157 to 159, creating the climatic zone 109 can also be defrosted.
  • FIG. 9 shows a modified embodiment variant of the device described in FIGS. 2 and 3 1 and therefore the same reference numerals are used for the same parts as in FIGS. 2 and 3 used.
  • the device 1 the return lines 38, 39 led away from the cold dryers 5, 6 via a Venturi valve 188, 189 are connected to the pressure lines 25, 26. I.e. that the return lines 38, 39 no longer open into the connecting lines 17, 18, but between the expansion valves 27, 28 and the solenoid valves 48, 49 are arranged. But it is also possible as shown in dashed lines that the return lines 38, 39 before the solenoid valves 48, 49 are connected to the pressure line 66.
  • venturi valve 188, 189 By connecting the return lines 38, 39 to the pressure lines 25, 26 and the Pressure line 66, it is necessary to arrange the venturi valve 188, 189, since the pressure in the pressure lines 25, 26 is considerably higher than the pressure in the return lines 38, 39.
  • the arrangement of the venturi valves 188, 189 in the return lines 38, 39 creates a negative pressure, causing the liquid refrigerant 68 to defrost the refrigeration dryer 5, 6 exits at the outlet of the heat exchangers 15, 16 and is sucked into the pressure lines 25, 26 becomes.
  • the heat exchangers 15, 16 are defrosted or the sucked-in gas 2 is cooled as described in Fig. 1 or 5.
  • the pressure in the line can also be at the outlet of the refrigerant compressor 23 61 of the compressed gaseous refrigerant 68 detected by a pressure measuring device 191 become. Is too high between the inlet and the outlet of the refrigerant compressor 23 If there is a pressure difference, the control device 24 may have a leak in the line system recognize the device 1 and, if necessary, switch off the device 1. This Safety circuit prevents the refrigerant compressor 23 gases 2 from the atmosphere that are saturated with water, causing a water hammer on the refrigerant compressor 23 is avoided.
  • the pressure measuring devices 190 and 191 on another are arranged anywhere in the line system of the device 1.
  • the advantage of The arrangement of the pressure measuring devices 190, 191 directly on the refrigerant compressor 23 lies in that the pressure of the refrigerant 68 is changed slightly by the line system and thus with an arrangement at any other point in the line system an incorrect measurement result could occur.
  • FIG. 9 Another embodiment of the return of the refrigerant 68 is also shown in FIG. 9.
  • This variant comprises sniffer lines 192, 193, which are shown in broken lines.
  • the Sniffer lines 192, 193 are with the suction line 19, 20 and with the further suction line 22 connected, whereby the solenoid valves 21 in the suction lines 19, 20 are bridged.
  • the return lines 38, 39 it is not necessary for the return lines 38, 39 to be present are, because the cooled, liquid refrigerant 68 that used to defrost the refrigeration dryer 5, 6 will now flow directly into the suction line 22 via the sniffer lines 192, 193 can.
  • the liquid refrigerant 68 Due to the pressure difference in the suction line 22 and in the sniffer line 192 or 193, the liquid refrigerant 68 in turn becomes gaseous and can therefore be used by the refrigerant compressor 23 are sucked in without a water hammer on the refrigerant compressor 23 would arise.
  • a compressed air system 194 is shown in FIG.
  • the compressed air system 194 consists of several individual devices 195 to 197, the designs of the individual devices 195 to 197 correspond to the devices 1 previously described in FIGS. 1 to 7 can.
  • the devices 195 to 197 are via manifolds 198 with a compressed air tank 199 connected.
  • 200 consumers 201 are connected to the compressed air tank 199 via hoses, which, for example, by compressed air pistols 202 or gas or oil burners in Power plants or other compressed air consumers can be formed.
  • a central control unit 203 is connected to the individual actuators 205 via a bus system 204 connected, wherein each device 195 to 197 may have multiple actuators 205, the as in the previously described figures, the functions of the individual devices 195 to 197 Taxes. Furthermore, actuators 205 are on the compressors 4 of the devices 195 to 197 and arranged on the compressed air tank 199 in order to switch the device 195 to 197 on and off and control or regulate the pressure in the compressed air tank 199 from the central control unit 203 to be able to.
  • the central control unit 203 checks Via the bus system 204 and the actuator 205 of the compressed air tank 199, the volume or Pressure of the compressed air in the compressed air tank 199 and at the same time measures the compressed air consumption of the Compressed air 206 at the outlet of the compressed air tank 199 by the consumers 201. After the Central control unit 203 the pressure or the volume of the compressed air in the compressed air tank 199 and has detected the consumption 201 of the compressed air 206, the central control unit 203 overrides the bus system 204 switches on the individual devices 195 to 197, i.e. that at maximum consumption of compressed air 206, the central control unit 203 switches on all devices 195 to 197. However, if less compressed air 206 is consumed, the central control unit 203 can control devices 195 to 197 individually, thereby increasing the volume of each Devices 195 to 197 sucked gas 2 can be controlled.
  • the central control unit 203 e.g. found that from the consumer 201 less compressed air 206 is required, the pressure in the compressed air tank 199 increases, causing the central control unit 203 one of the devices 195 to 197, e.g. device 195 turns off and thus less compressed air is generated, thereby reducing the amount of compressed air 206 generated from consumption the consumer 201 is adapted.
  • the Central control unit 203 determines the pressure loss via actuator 205 and then The device 195 is put into operation again via the bus system 204.
  • the devices 195 to 197 each have their own Control device 24, whereby each device 195 to 197 of its own Control device 24 is controlled.
  • the central control unit 203 via a bus system 204 with a plurality of decentralized control devices 24 that control the individual Devices 195 to 197 are assigned cooperates.
  • the decentralized control devices 24 then take over the regulation of the devices 195 to 197 and only the superordinate ones Control functions, such as determining how many of the devices 195 to 197 are put into operation, or a central recording of the performance data and the visualization of the operating states of the individual devices 195 to 197 or of the overall system in real time or the necessary evaluations.
  • the Central control unit 203 also by appropriate microprocessors, for example commercially available Personal computer with graphics terminals or the like.
  • FIG. 10 a suction device 207 for sucking the gas 2 is shown in FIG. 10.
  • This Suction device 207 can be used for all of the aforementioned exemplary embodiments in FIGS. 1 to 9 become.
  • the suction device 207 has two openings 208, 209 for sucking in the gas 2 with the opening 208 directly into the refrigeration dryer 5 and the other opening 209 via one Particulate filter 210 leads into the refrigeration dryer 5.
  • the openings 208, 209 can through Control of shutters 211, 212 located in the tubes from the central control unit 203 opened or closed, i.e. that when driving the shutter 211 and the shutter 33, the opening 208 is activated and when driving the shutter 212 the gas 2 is sucked in via the particle filter 210 with the closure flap 33 becomes. This has the advantage that the dirt particles contained in the gas 2 in the particle filter 210 be filtered out.
  • the particle filter must be activated when the gas 2 contains too little moisture or water to wet the surfaces of the heat exchangers, so that the dirt particles are excreted independently. This is the case if the gas 2 has a low temperature compared to the planned intake temperature, e.g. in the Winter.
  • FIG. 11 is another embodiment of the compressed air system shown in FIG. 10 194, the same reference numerals being used for the same parts.
  • the difference to the compressed air system 194 shown in FIG. 10 is that the compressors 4 for sucking in the gas 2 no longer, as described in FIG. 10, via the refrigeration dryer 5, 6 are sucked in, but rather that the compressors 4 first suck in a gas 2 from the atmosphere, compress it and then via the refrigeration dryer 5, 6 to a certain temperature cooling down. Furthermore, in the refrigeration dryers 5, 6 the water vapor in the atmosphere or is contained in the gas 2, excreted. The cooled air is then released by the individual Devices 195 to 197 passed into the compressed air tank 199, from there it can then forwarded to consumer 201.
  • refrigeration dryers 5, 6 according to the invention can also be used in smaller systems, not only in the suction area, i.e. in front of the compressor 4, but also in the pressure area the output of the compressor 4, possible.
  • Compressed air system 194 simplified circuit symbols were used and moreover not Essential parts, such as throttle valves and other components, omitted, their arrangement in the area of expertise of the person skilled in the art, e.g. one Refrigeration technician.
  • Essential parts such as throttle valves and other components, omitted, their arrangement in the area of expertise of the person skilled in the art, e.g. one Refrigeration technician.
  • Any of the prior art can be used for individual components
  • Technology known individual elements, especially for the expansion valves 27, 28, 99, 100, refrigerant compressors, Condensers or heat exchangers can be used.
  • FIG. 1 A further embodiment of the solution according to the invention is shown in FIG. The clarity because of this, only one refrigeration dryer 5 or 6 was used, namely the refrigeration dryer 5, shown with the same reference numerals for the same parts as in the previously described 1 through 11 are included.
  • the function and the interconnection of the refrigeration dryer 5 shown with that not shown Cold dryer 6 can be selected from any of the previously described exemplary embodiments 1 to 11 can be selected.
  • the refrigeration dryer 6 is usually, but not necessarily, of the same design and usually two refrigeration dryers 5, 6 are arranged in parallel, which in turn alternate operate.
  • the refrigeration dryer 5 from several zones, in particular the Cold zone 110 and the climate zone 109 and one between the cold zone 110 and the climate zone 109 arranged intermediate zone 213 is formed.
  • the heat exchangers 214 to 216 are in the flow direction of the sucked gas 2, preferably arranged vertically one above the other.
  • the heat exchangers 214 to 216 in the intermediate zone 213 and the climate zone 109 are arranged in the same way. In this arrangement, the heat exchangers 214 to 216 are advantageous in that they flow past the gas 2 achieves better cooling of the gas 2 over a larger area becomes.
  • the control of the heat exchangers 214 to 216 can, for example, as described in FIG. 7 respectively. It is of course possible that any other variant of the 1 to 11 described above are used to control the heat exchangers 214 to 216 can be. Furthermore, it is also possible that 214 parallel to the individual heat exchangers to 216 further heat exchangers 214 to 216 are arranged in the same plane, so that the cross-sectional area of the refrigeration dryer 5 is distributed in a direction vertical to the flow direction Level or in several levels one behind the other in the flow direction Heat exchangers 214 to 216 are arranged.
  • Another advantage of this embodiment variant shown is that by arrangement the intermediate zone 213 the intermediate region between the cold zone 110 and the climatic zone 109 can be used as a further cooling stage, so that now three different ones Zones with different temperatures are arranged in the refrigeration dryer 5. Of course it is also possible for further individual zones to be arranged in the refrigeration dryer 5, so that the temperature can be fine-tuned from climate zone 109 to the cold zone 110 is reached.
  • the activation of the intermediate zone 213 corresponds to the activation of the cold zone 110, as described in Fig. 7, with the same reference numerals for the same parts as 7 used for the intermediate zone 213. It should also be mentioned that the control of the individual heat exchangers 214 to 216 each independently can be done.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen von Gasen, wie sie im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 22 beschrieben sind. Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind z.B. aus der US-A-4 905 476 bekannt.
Es ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten von Gasen bekannt - gemäß DE-A1-36 37 071 -, bei dem das durch den Verdichter angesaugte Gas vorher mit einem Kältetrockner in einer Kühlstrecke unter 0°C abgekühlt wird. Die vom Verdichter angesaugte Luft wird dabei abwechselnd über einen von zwei parallel geschalteten Kältetrocknern angesaugt. Während mit dem einen das angesaugte Gas abkühlt wird, wird mit dem anderen das bei der Abkühlung des angesaugten Gases in Form von Eis anfallende Kondensat ausgeschieden. Dazu wird dem abzutauenden Kältetrockner anstelle eines unterkühlten Kältemittels das heiße gasförmige Kältemittel zugeführt, welches den in diesem Kältetrockner angeordneten Wärmetauscher durchströmt und dadurch erhitzt, sodaß das an dem Wärmetauscher bzw. dem Kältetrockner anhaftende Eis abtaut. Wird bei dem aus dem Wärmetauscher ausströmenden Kältemittel eine Temperatur festgestellt, die im Bereich von größer + 0°C liegt, so wird die Zufuhr von heißem Kältemittel zum Wärmetauscher unterbrochen und der Wärmetauscher dann wieder mit expandiertem kalten Kältemittel durchströmt, wodurch es zu einer Vorkühlung des Wärmetauschers kommt. Ist eine gewünschte Mindestbetriebstemperatur des Wärmetauschers, beispielsweise - 10°C, erreicht, dann kann die vom Verdichter benötigte Luft bereits über den vorgekühlten Wärmetauscher wieder angesaugt werden, worauf der andere Wärmetauscher abgetaut wird. Durch dieses wechselweise Kühlen und Abtauen der beiden Wärmetauscher ist eine kontinuierliche Ansaugung von unterkühltem Gas für den Verdichter möglich, wobei auch durch die Vorkühlung Schäden durch Eisteilchen, die mit der angesaugten Luft mitgerissen werden können, im Verdichter vermieden werden können. Das beim Abtauen der Wärmetauscher aus deren Auslaß austretende abgekühlte Kühlmittel wird über Leitungen einem Flüssiggastank unmittelbar nachdem dem Kältemittelverdichter nachgeschalteten Kondensator zugeführt und dort mit dem bereits vorab gekühlten Kältemittel vermischt. Durch die Rückführung des aus dem abzutauenden Wärmetauscher austretenden Kältemittels in den Flüssiggastank ist der Wirkungsgrad derartiger Verfahren und Vorrichtungen nicht immer zufriedenstellend.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gesamtwirkungsgrad eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Kühlen von Gasen zu verbessern.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhaft ist bei dieser Lösung, daß das aus dem abzutauenden Wärmetauscher des Kältetrockners austretende Kältemittel in die Kältemittelleitung unmittelbar vor dem die Ansaugluft unterkühlenden Wärmetauscher des anderen Kältetrockners zugeführt wird, sodaß durch die Vergasung des in flüssiger Form aus dem abzutauenden Wärmetauscher austretenden Kältemittels, bedingt durch den Druckabfall und den Energiebedarf zur Umwandlung des Kältemittels vom flüssigen in den gasförmigen Zustand, der Umgebung Wärme entzogen wird, sodaß dieses zuvor zur Abtauung des abzutauenden Wärmetauschers benutzte Kältemittel nunmehr zur zumindest teilweisen Abkühlung des vom Verdichter angesaugten Gases verwendet werden kann. Die exakte Regelung der Ansaugtemperatur des durch den Verdichter angesaugten Gases kann über das, dem zur Unterkühlung des Gases eingesetzten Wärmetauschers vorgeordnete Expansionsventil gesteuert werden, wodurch in überraschender Weise die während des Abkühlvorganges in dem Wärmetauscher sich verändernden Druck- und Temperaturverhältnisse im Kältemittel mit der ohnehin vorhandenen Regelung ausgeglichen werden können.
Durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 2 wird mit Vorteil erreicht, daß nicht nur die Wärmeabgabe im Wärmetauscher kontrolliert, sondern gleichzeitig auch das Einhalten eines gewünschten Überhitzungsgrades des Kältemittels überwacht werden kann.
Durch ein Vorgehen gemäß Patentanspruch 3 wird sichergestellt, daß dieser Überhitzungsgrad des Kältemittels auch während des laufenden Betriebs beibehalten werden kann.
Durch den weiteren vorteilhaften Verfahrensschritt nach Patentanspruch 4 bedarf das Einbringen der vom abzutauenden Wärmetauscher kommenden Kältemittelmenge keiner zusätzlichen Regelung und Steuerung und ist damit ein weiterer Druckverlust und somit Energieverlust ausgeschaltet.
Vorteilhaft ist auch ein Vorgehen nach Patentanspruch 5, da dadurch die von dem bzw. den abzutauenden Wärmetauschern kommende verflüssigte Kältemittelmenge gleich oder kleiner ist, als die durch das Expansionsventil geregelte und über den Kondensator abgekühlte Kältemittelmenge, und somit über die Regelung des Expansionsventils trotz Mitverwendung der von den abzutauenden Wärmetauschern ungeregelt zugeführten Kältemittelmenge eine eindeutige Steuerung und Regelung der abzukühlenden Temperatur möglich ist.
Eine problemlose Zumischung des vom abzutauenden Wärmetauscher zugeführten Kältemittels ist durch die Maßnahmen nach Patentanspruch 6 erreichbar.
Eine verfeinerte Steuerung des Wärmeübergangs im Wärmetauscher kann durch die Vorgangsweise nach Patentanspruch 7 erreicht werden.
Einen überraschenden Zusatzvorteil erbringen aber auch die Maßnahmen nach Patentanspruch 8, da dadurch der Vereisungsgrad an dem in der Kältezone angeordneten Wärmetauscher herabgesetzt und somit die Umschaltung zwischen den parallel laufenden Ansaugwegen seltener erfolgen muß, wodurch aufgrund des geringeren Energiebedarfs durch das Abtauen eine höhere Wirtschaftlichkeit erzielbar ist. Dazu kommt, daß durch die Aufteilung in eine Klimazone und eine Kältezone in der Klimazone die Oberflächen der Wärmetauscher durch den Niederschlag des aus dem Gas ausgeschiedenen Kondensates naß sind und durch diese nassen Oberflächen diese Wärmetauscher als Partikelfilter, insbesondere Schmutzfilter, eingesetzt werden können, wobei diese Verschmutzungen mit dem Abfließen des Kondensates regelmäßig während des fortlaufenden Betriebes aus dem Wärmetauscher bereits abgeleitet werden.
Durch eine weitere Vorgangsweise nach Patentanspruch 9 kann eine bevorzugte Aufteilung des Abkühlvorganges des angesaugten Gases und ein verfahrensablaufmäßiges vorteilhaftes Ausscheiden des Kondensates erzielt werden. Vorteilhaft ist bei dieser Lösung aber vor allem, daß die Wasserdampfabfuhr in der Klimazone mit einem wesentlich geringeren Energieaufwand erfolgen kann, als wenn die Abkühlung des Gases mit einem einzigen Wärmetauscher um eine Temperaturdifferenz von 40 - 50°, beispielsweise auf - 40°, erfolgt. Durch die Aufteilung auf die Klima- und die Kühlzone wird bei Verwendung getrennter Kältemittelverdichter für jede der beiden Zonen bei einer ca. 10-fachen Kälteleistung gegenüber der Abkühlung in einem einzelnen Wärmetauscher nur eine 2,5-fache Erhöhung der Leistungsaufnahme bei den Kältemittelverdichtern erforderlich. Damit wird eine erhebliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit bei Aufteilung der Kühlung des Gases in eine Klima- und Kältezone erreicht.
Vorteilhaft ist auch eine Vorgangsweise nach Patentanspruch 10, da dadurch das Ausscheiden von mit dem angesaugten Gas mitgerissenen Partikeln, insbesondere Staub und Schmutz, einfach möglicher ist.
Ein höherer Wirkungsgrad beim Abkühlen und durch opitimierte Leitungslänge der Kältemittelleitungen im Wärmetauscher kann durch die Maßnahmen nach Patentanspruch 11 erzielt werden.
Eine exakte Verfahrenskontrolle ist mit den Maßnahmen nach Patentanspruch 12 möglich, da vor allem sichergestellt werden kann, daß über die feinfühlige Regelung das Kältemittel aus dem Wärmetauscher im gasförmigen Zustand austritt.
Mit einer anderen Verfahrensvariante gemäß Patentanspruch 13 kann eine energiebilanzmäßig günstige Steuerung des Kältemittelverdichters erzielt und eine höhere Betriebssicherheit erreicht werden.
Durch das vorteilhafte Vorgehen nach Patentanspruch 14 kann auch bei niederen Temperaturen des zur Verdichtung von der Umgebung angesaugten Gases eine einwandfreie Betriebssicherheit und ein ungestörter fortlaufender Betrieb der Verdichter erzielt werden, wodurch auch bei sehr niederen Ansaugtemperaturen bzw. einer starken Unterkühlung des angesaugten Gases ein rascher Wechsel zwischen den parallel verlaufenden Ansaugwegen aufgrund der raschen Abtauung der jeweils vereisten Wärmetauscher möglich ist.
Weitere vorteilhafte Verfahrensabläufe können durch die Maßnahmen gemäß den Patentansprüchen 15 bis 21 erzielt werden.
Die Aufgabe der Erfindung kann aber auch durch die eigenständige Lösung nach Anspruch 22 gelöst werden, wodurch mit der Vorrichtung sichergestellt werden kann, daß das aus dem Wärmetauscher ausströmende Kältemittel, über welches das Gas bzw. die Luft abgekühlt wurde, über den Drucktaupunkt erwärmt ist und somit ein kondensieren des zum Kältemittelverdichter rückströmenden Kältemittels zuverlässig verhindert ist.
Durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 23 ist es in einfacher Weise möglich, eine Überhitzung des aus dem zur Kühlung des angesaugten Gases eingesetzten Wärmetauschers austretenden Kältemittels sicherzustellen.
Eine nahezu Echtzeit-Regelung des Betriebes der Vorrichtung kann durch die Merkmale nach Patentanspruch 24 erzielt werden.
Eine hohe Betriebssicherheit kann durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 25 erreicht werden.
Vorteilhaft ist aber auch eine Ausbildung nach Patentanspruch 26, wodurch ein rasches Abtauen des Eisbelags vom Wärmetauscher ermöglicht wird.
Von Vorteil ist auch die Ausführungsvariante nach Patentanspruch 27, da dadurch eine stufenweise Abkühlung des angesaugten Gases und somit eine gezielte und rasche Abfuhr des im angesaugten Gas enthaltenen Kondensates möglich ist.
Bei einer Auslegung der Vorrichtung nach Patentanspruch 28 wird mit einem geringen gerätetechnischen Aufwand eine hohe Betriebssicherheit und eine gute Ausnützung der Kälteenergie zum Unterkühlen des angesaugten Gases erzielt.
Eine feinfühlige Regelung der Temperatur des angesaugten Gases und damit verbunden auch ein guter Wirkungsgrad der gesamten Vorrichtung kann durch die Ausbildung gemäß Patentanspruch 29 erzielt werden.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Ausführungsbeispielen gezeigten Ausführungsvarianten näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1
ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verdichten von Gasen in vereinfachter, schaubildlicher Darstellung;
Fig. 2
ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verdichten von Gasen mit zwei parallel zueinander angeordneten Kältetrocknern und einer Heißgasabtauung;
Fig. 3
ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verdichten von Gasen mit zwei parallel zueinander angeordneten Kältetrocknern und einer Heißgasabtauung;
Fig. 4
ein Diagramm des Temperaturverlaufes der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 5
ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vereinfachter, schaubildlicher Darstellung;
Fig. 6
ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei nur einer von mehreren Kältetrocknern dargestellt ist, der mehrere in Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Wärmetauscher umfaßt, in vereinfachter, schaubildlicher Darstellung;
Fig. 7
ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 8
ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 9
ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verdichten von Gasen mit zwei parallel zueinander angeordneten Kältetrocknern und einer Heißgasabtauung;
Fig. 10
ein Blockschaltbild einer Anlage, bei dem mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen zum Verdichten von Gasen zusammengeschaltet sind, in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 11
ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage, bei der mehrere Kältetrockner auf der Druckseite eines Verdichters zusammengeschaltet sind, in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 12
ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vereinfachter, schaubildlicher Darstellung.
In Fig. list eine Vorrichtung 1 zum Verdichten eines Gases 2, das schematisch durch Pfeile 3 angedeutet ist, gezeigt. Diese Vorrichtung 1 umfaßt einen Verdichter 4, wobei hierfür sowohl Schraubenverdichter als auch Kolbenverdichter oder Radialverdichter mit oder ohne Öleinspritzung Verwendung finden können, und zwei diesen vorgeordnete Kältetrockner 5, 6. Die beiden Kältetrockner 5, 6 sind über Ansaugleitungen 7, 8 an einem ansaugseitigen Ansaugstutzen 9 des Verdichters 4 angeschlossen. Zwischen einem Auslaß 10, 11 der Kältetrockner 5, 6 und den Ansaugleitungen 7, 8 sind luftdichte Verschlußklappen 12, 13 angeordnet, die über Antriebe 14, wie z.B. Zylinderkolbenanordnungen oder Elektromagnetanordnungen, aus der bei der Verschlußklappe 12 gezeigten geschlossenen Stellung in die bei der Verschlußklappe 13 gezeigte geöffnete Stellung verstellbar sind.
In jedem Kältetrockner 5, 6 ist zumindest ein Wärmetauscher 15, 16 angeordnet. Jeder Wärmetauscher 15, 16 ist mit einer Anschlußleitung 17, 18 bzw. einer Saugleitung 19, 20 eines Kältemittel-Kreislaufes verbunden. Das in den Saugleitungen 19, 20 aus dem Wärmetauscher 15, 16 kommende gasförmige Kältemittel wird insbesondere über ein Magnetventil 21, eine Saugleitung 22 von einem Kältemittelverdichter 23 angesaugt. Zur Steuerung bzw. Regelung der Vorrichtung 1 ist eine Steuervorrichtung 24 vorgesehen, an der die einzelnen Magnetventile 21 bzw. Antriebe 14 angeschlossen sind.
Das Kältemittel wird weiters vom Kältemittelverdichter 23 bzw. einem nachgeschalteten Kondensator über Druckleitungen 25, 26, verstell- oder regelbare Expansionsventile 27, 28, welche z.B. gleichzeitig auch als Sperrventil verwendet werden können, in die Anschlußleitungen 17, 18, also zum Eingang des Wärmetauschers 15, 16, befördert. Weiters ist es auch möglich, daß bei Verwendung von nicht absperrbaren Expansionsventilen 27, 28 vor bzw. nach diesen ein Magnetventil anzuordnen, um den Kältemittelkreis zu unterbrechen.
Weiters wird die Anschlußleitung 17 bzw. 18 über eine Bypaßleitung 29, 30 unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 31, 32 für das Heißgas mit der Leitung zwischen dem Kältemittelverdichter 23 und dem Kondensator verbunden.
Zusätzlich weisen die Kältetrockner 5, 6 weitere Verschlußklappen 33 auf, die in geschlossenem Zustand zumindest gegenüber einem Eintritt von Gasen 2 aus Richtung eines Ansaugstutzens 34 gasdicht sind.
Weiters sind die Kältetrockner 5, 6 über eine Verbindungsleitung 35 miteinander verbunden. Diese Verbindungsleitung 35 verbindet die den Verschlußklappen 12, 13 gegenüberliegenden Öffnungen der Kältetrockner 5, 6. Die Verbindungsleitung 35 bzw. die Kältetrockner 5, 6 weisen einen Abfluß 36 auf, der auf der Ansaugseite der Kältetrockner 5, 6 und zur Abfuhr des Kondensates angeordnet ist. Während des Abkühlen des vom Verdichter 4 angesaugten Gases 2 bzw. beim Abtauen des während des Abkühlens durch die hohe Luftfeuchtigkeit entstandenen Eises, kann das Wasser des geschmolzenen Eises über den Abfluß 36 abgeführt werden. Desweiteren ist dieser Verbindungsleitung 35 eine Verschlußklappe 37 angeordnet, die bevorzugt, aber nicht zwingend, im geschlossenen Zustand zumindest gegenüber dem Eintritt von Gasen 2 aus Richtung des Ansaugstutzens 34 gasdicht ist.
Die Saugleitungen 19, 20 werden am Ausgang des Wärmetauschers 15, 16 jeweils vor den Magnetventilen 21 mit jeweils einer Rückleitung 38 und 39 verbunden, wobei die Rückleitung 38, die mit der Saugleitung 19 verbunden ist, ein gegen Rückströmungen aus der Anschlußleitung 18 wirkendes Rückschlagventil 40 zwischengeschaltet ist, damit die Rückleitung 38 mit der Anschlußleitung 18 verbunden werden kann, wogegen die Saugleitung 20 über die Rückleitung 39 und ein gegen Einströmung von Kältemittelgas aus der Anschlußleitung 17 wirksames Rückschlagventil 41 mit der Anschlußleitung 17 verbunden ist.
Das Verfahren zum Abkühlen eines zu verdichtenden Gases 2 gemäß der Erfindung läuft nun folgendermaßen ab:
Das zu verdichtende Gas 2 wird bei der dargestellten Vorrichtung 1 bei geöffneter Verschlußklappe 33 des Kältetrockners 5 durch den Verdichter 4 über den Ansaugstutzen 34 in den Kältetrockner 5 gesaugt. Das angesaugte Gas 2 passiert dann den Wärmetauscher 15, der zu dieser Zeit abgetaut, d.h. von dem als Eis angefallenen Kondensat befreit wird. Beim Vorbeistreichen der warmen Luft an dem Eis bzw. mit kaltem Tauwasser vom Eis beschlagenen Wärmetauscher 15 wird das angesaugte Gas 2 bereits abgekühlt und scheidet einen Teil der in dem Gas 2 in Form von Wasserdampf enthaltenen Feuchtigkeit aus.
Nachdem das angesaugte Gas 2 den Wärmetauscher 15 und die Verbindungsleitung 35 passiert hat, durchströmt das Gas 2 den auf die gewünschte Temperatur abgekühlten Wärmetauscher 16 und wird dabei auf die gewünschte vorgegebene Temperatur abgekühlt, worauf die noch in dem angesaugten Gas 2 in Form von Wasserdampf enthaltene Flüssigkeit ausgeschieden wird. Die ausgeschiedene Flüssigkeit setzt sich als Rauhreif bzw. Eis aufgrund der unter 0°C liegenden Temperaturen des Wärmetauschers 16 an dem Wärmetauscher 16 bzw. den Wänden des Kältetrockners 6 ab. Von dort tritt das unter 0°C, bevorzugt auf Temperaturen zwischen -10°C und -50°C, abgekühlte Gas in die geöffnete Verschlußklappe 13, die in beiden Richtungen gasdicht ausgebildet ist, zum ansaugseitigen Ansaugstutzen 9 des Verdichters 4.
Die Abkühlung des Wärmetauschers 16 erfolgt über ein Kältemittel. Dieses Kältemittel wird in dem Kältemittelverdichter 23 verdichtet und anschließend in einem nicht näher bezeichneten Kondensator abgekühlt, sodaß es in den flüssigen Zustand übertritt und dann über die Druckleitung 26 einem Expansionsventil 28 zugeführt wird. Bei der Expansion des Kältemittels entzieht das Kältemittel der Umgebung Wärme und kühlt den Wärmetauscher 16, je nach Menge des zugeführten Kältemittels, wobei die Regelung über die Expansionsventile 27 bzw. 28 mittels der Steuervorrichtung 24 erfolgt. Die Steuerung der einzelnen Magnetventile 21 der Expansionsventile 27, 28, der Verschlußklappen 12, 13, 33, 37 erfolgt über Steuerleitungen 42 bis 47.
Für die Kühlung des Wärmetauschers 15 ist dieser ebenfalls an dem, dem Kältemittelverdichter 23 nachgeordneten Kondensator über die Druckleitung 25 angeschlossen, in der das verflüssigte Kältemittel dem Expansionsventil 27 zugeführt wird, in welchem der Druckabfall zum Vergasen des Kältemittels stattfindet, und über eine Anschlußleitung 17 mit dem Wärmetauscher 15 verbunden ist. Die Rückführung des Kältemittels zum Kältemittelverdichter 23 erfolgt über die Saugleitung 19 und 22.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Betriebszustand wird nun das zu verdichtende Gas 2, beispielsweise Luft, gemäß den schematischen Pfeilen 3 über den Ansaugstutzen 34 im Bereich des Kältetrockners 5 angesaugt und über den Wärmetauscher 15, die Verbindungsleitung 35 in den Bereich des Kältetrockners 6 weitergeleitet. Anschließend durchströmt bzw. umspült das Gas 2 den Wärmetauscher 16 und tritt durch die Verschlußklappe 13 in die Ansaugleitung 8 ein, die das nunmehr entfeuchtete und unterkühlte Gas 2 dem Ansaugstutzen 9 des Verdichters 4 zuführt.
Bei dieser Betriebsweise ist, wie gezeigt, die in beiden Strömungsrichtungen luftdichte Verschlußklappe 12 ebenso geschlossen, wie die dem Kältetrockner 6 zugeordnete Verschlußklappe 33 und die in der Verbindungsleitung 35 angeordnete Verschlußklappe 37.
Durch das Abkühlen des Gases 2 im Kältetrockner 6 wird der Wärmetauscher 16 des Kältetrockners 6 vereist, d.h. daß dabei Wassertropfen vom angesaugten Gas 2 abgeschieden werden, sodaß nur trockenes Gas 2 vom Verdichter 4 angesaugt wird. Dies hat nun den Vorteil, daß Flüssigkeitsschläge am Verdichter 4 durch Ansammlungen von Wasser verhindert werden können und führt aber in überraschender Weise gleichzeitig zu einer Reinigung des angesaugten Gases 2, da sich Schwebebestandteile im angesaugten Gas 2 an den vereisten bzw. nassen Oberflächen des Wärmetauschers 16 abscheiden bzw. festgehalten werden und dann beim nachfolgenden Abtauen des Wärmetauschers 16 in den Abfluß ausgeschieden werden können.
Ein weiterer Vorteil dieser Unterkühlung des angesaugten Gases 2 liegt darin, daß die Betriebstemperatur der Verdichter 4 äußerst niedrig ist, sodaß es auch bei den Verdichtern 4 mit Öleinspritzung zu keiner Vergasung bzw. Verdampfung des Öles kommt und somit vermieden wird, daß sich das verdampfte Öl mit dem Gas 2 vermischt, da keine Feuchtigkeit mehr im Gas 2 enthalten ist. Dadurch können aber auch in Verbindung mit der starken Trocknung des Gases 2 durch die Flüssigkeitsausscheidung in den Wärmetauschern 15 bzw. 16 Vermischungen von Öl und Wasser nicht auftreten und werden die, sonst sehr schwer zu entsorgenden, Öl-Wasser Emulsionen verhindert.
Da jedoch bei zu starker Vereisung des Wärmetauschers 16 das angesaugte Gas 2 nicht mehr auf die gewünschte Temperatur abgekühlt werden kann, muß dieser vom Eis befreit werden, d.h. daß der Wärmetauscher 16 abgetaut werden muß, um eine ungestörte Versorgung des Ansaugstutzens 9 des Verdichters 4 mit getrocknetem und gekühltem Gas 2 zu ermöglichen. Dazu wird nun vorerst die Verschlußklappe 37 in der Verbindungsleitung 35 geöffnet, sodaß das vom Verdichter 4 benötigte Gas 2 nunmehr über den dieser Verschlußklappe 37 zugeordneten Ansaugstutzen 34 angesaugt wird. Gleichzeitig wird über die Steuervorrichtung 24 eine Abkühlung des Wärmetauschers 15 auf den gewünschten Betriebsbereich vorgenommen, indem flüssiges Kältemittel über die Druckleitung 25, das Expansionsventil 27 der Anschlußleitung 17 dem Wärmetauscher 15 zugeführt wird. Weiters wird die Verschlußklappe 33 des Kältetrockners 5 geschlossen. Ist eine ausreichende Abkühlung des Wärmetauschers 15 erzielt, so wird die Verschlußklappe 13 geschlossen und die Verschlußklappe 12 geöffnet. Daraufhin wird das zu verdichtende Gas 2 nunmehr über den Ansaugstutzen 34 vorbei an der Verschlußklappe 37 dem Kältetrockner 6 zugeleitet und durch diesen das Gas 2 abgekühlt und getrocknet und anschließend über die geöffnete Verschlußklappe 12 dem Ansaugstutzen 9 des Verdichters 4 zugeführt.
Daran anschließend oder gegebenenfalls auch gleichzeitig mit dem Öffnen der Verschlußklappe 12 und dem Schließen der Verschlußklappe 13 wird die Verschlußklappe 33 des Kältetrockners 6 geöffnet und gleichzeitig oder unmittelbar nach dem Öffnen der Verschlußklappe 33 die Verschlußklappe 37 in der Verbindungsleitung 35 geschlossen. Dadurch wird bewirkt, daß das zu verdichtende Gas 2, das eine höhere Temperatur aufweist als die Temperatur des bisher im Einsatz gewesenen Wärmetauschers 16 des Kältetrockners 6, das festgefrorene Kondensat am Wärmetauscher 16 bzw. an den Wänden des Kältetrockners 6 abgetaut wird und über den Abfluß 36 ausfließen kann.
Um jedoch das Abtauen des Wärmetauschers 16 im Kältetrockner 6 zu beschleunigen, steuert die Steuervorrichtung 24 über die Steuerleitung 47 das Magnetventil 32 für Heißgas an, wodurch vom Kältemittelverdichter 23, unter Umgehung des Kondensators, das gasförmige Kältemittel mit einer hohen Temperatur über die Bypaßleitung 30 dem Wärmetauscher 16 durchströmen kann. Im Wärmetauscher 16 durchströmt nun das heiße Kältemittel den vereisten Wärmetauscher 16, wodurch sich der Wärmetauscher 16 erwärmt und das auf diesem angefrorene Kondensat abtaut. Das durch das Durchströmen des vereisten Wärmetauschers 16 abgekühlte Kältemittel gelangt über die Rückleitung 39 und das Rückschlagventil 41 zur Anschlußleitung 17. Dort wird das vom Wärmetauscher 16 abgekühlte und verflüssigte Kältemittel beim Einströmen in die Anschlußleitung 17 durch den dadurch bedingten Druckabfall in den gasförmigen Zustand übergeleitet und unterstützt dadurch die Abkühlung des Wärmetauschers 15 im Kältetrockner 5. Das Einhalten der exakten Temperatur des Wärmetauschers 15 erfolgt mittels der Steuerung des Expansionsventils 27, sodaß je nach dem Abtauzustand des Wärmetauschers 16 und den sich dadurch verändernden Temperaturen des zuströmenden verflüssigten Kältemittels soviel verflüssigtes Kältemittel durch das Expansionsventil 27 durchtreten kann, daß die gewünschte Abkühlung des Wärmetauschers 16 erreicht wird.
Hat der Innenraum des Kältetrockners 6 eine voreinstellbare Temperatur erreicht, so öffnet die Steuervorrichtung 24 die Verschlußklappe 37 und schließt gleichzeitig die Verschlußklappe 33 des Kältetrockners 6, wodurch nun das Gas 2 über die Verschlußklappe 37 angesaugt wird. Dies hat den Vorteil, daß bei zu hoher Temperatur des Innenraums des Kältetrockners 6 das Gas 2 nicht mehr vorgekühlt würde, sondern sich mit dem Wasserdampf, der beim Abtauen des Wärmetauschers 16 entsteht, sättigen würde.
Ist der Kältetrockner 6 vollständig abgetaut, so wird von der Steuervorrichtung 24 das Magnetventil 32 geschlossen und das Expansionsventil 28 von der Steuervorrichtung 24 aktiviert. Dabei wird der Kältetrockner 6 auf eine bestimmte Temperatur gekühlt, um beim Umschalten vom Kältetrockner 5 auf den Kältetrockner 6 ein rasches Abkühlen des Gases 2 zu gewährleisten. Nachdem der Kältetrockner 6 auf die voreingestellte Temperatur vorgekühlt ist, kann dann wiederum eine Umschaltung der Verschlußklappen 12, 13, 33, 37 erfolgen, indem die Verschlußklappe 12 geschlossen und die Verschlußklappe 13 geöffnet wird und somit das über die Verschlußklappe 37 in der Verbindungsleitung 35 angesaugte Gas 2 nunmehr wieder über den Kältetrockner 6 getrocknet und abgekühlt wird und über die Verschlußklappe 13 dem Ansaugstutzen 9 des Verdichters 4 zugeführt wird. Die sinngemäße Umschaltung der Verschlußklappe 33 des Kältetrockners 5 kann dann anschließend erfolgen, wobei dann danach die Abtauung des nunmehr durch den Betrieb vereisten Wärmetauschers 15 sinngemäß, wie für den Wärmetauscher 16 beschrieben, vorgenommen wird.
Je nach der gewählten Ansaugtemperatur für das Gas 2 am Ansaugstutzen 9 des Verdichters 4 wird jeweils nach einer bestimmten vorprogrammierbaren Zeitdauer oder nach Feststellung einer entsprechenden Vereisung die Umschaltung zwischen Kühlen des angesaugten Gases 2 und Abtauen des Wärmetauschers 15 bzw. 16 vorgenommen.
In den Fig. 2 und 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Verdichten eines Gases 2 anhand eines detaillierten schematischen Schaltbildes der Steuervorrichtung 24 gezeigt. Die Kältetrockner 5, 6 bzw. deren Wärmetauscher 15, 16 sind wiederum über die Anschlußleitungen 17, 18 mit den Expansionsventilen 27, 28 unter Zwischenschaltung von Magnetventilen 48, 49 mit der Druckleitung 25, 26 verbunden. Jedes der Expansionsventile 27, 28 weist weiters einen Drucksensor 50, 51 auf, mit dem durch die Verbindung über Druckleitungen 52, 53 mit der Saugleitung 19, 20 der Druck des gasförmigen Kältemittels direkt oder indirekt festgestellt werden kann. Über den Druck ist es daher auch möglich, die Temperatur des Kältemittels zu überwachen, und kann dem entspechend aufgrund der sich verändernden Druckwerte in der Saugleitung 19, 20 über die Expansionsventile 27, 28 die den Wärmetauschern 15, 16 zuzuführende Kältemittelmenge geregelt werden.
Die Saugleitungen 19, 20 werden über die Magnetventile 21 mit der Saugleitung 22 verbunden. Zwischen dem Magnetventil 21 und jedem Wärmetauscher 15, 16 ist ein Temperaturfühler 54, 55 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, daß anstelle des Temperaturfühlers 54, 55 eine Druckmeßvorrichtung verwendet wird, wobei über den Druck des Kältemittels die Temperatur des Kältemittels bestimmbar ist. Die mit den Druckleitungen 52, 53 verbundenen Drucksensoren 50, 51 sind zwischen den Magnetventilen 21 und den Temperaturfühlern 54, 55 mit der Saugleitung 19, 20 verbunden.
Der Ausgang der Magnetventile 21 ist an die Saugleitung 22 angeschlossen, die in einen Wärmetauscher 56 mündet. Der Wärmetauscher 56 ist über eine Saugleitung 57 mit einem Einlaß des Kältemittelverdichters 23 verbunden. Der Kältemittelverdichter 23 wird dabei über einen Motor 58 angetrieben. Am Ausgang des Kältemittelverdichters 23 ist ein Kondensator 59, in dem über einen Kühlwasserkreislauf 60, bevorzugt im Gegenstromprinzip, das heiße verdichtete gasförmige Kältemittel soweit abgekühlt wird, bis es kondensiert, über eine Leitung 61 angeschlossen. Üblicherweise ist der Kondensator 59, der im Gegenstrom betrieben wird, so ausgeführt, daß er eine entsprechende Kältemittelmenge aufnehmen kann und gleichzeitig die Funktion eines Tanks erfüllt. Wird dagegen beispielsweise ein Kondensator 59 verwendet, bei dem das Kältemittel mittels Luft gekühlt wird, ist im Kältemittelkreislauf zusätzlich ein Tank anzuordnen, um eine entsprechende Reserve an Kältemittel vorrätig zu halten.
Weiters ist der Kondensator 59 über eine Leitung 62 mit einem Eingang 63 des Wärmetauschers 56 unter Zwischenschaltung eines Flüssigkeitswandlers 64 verbunden. Dieser Flüssigkeitswandler 64 dient dazu, eventuell im Kältemittel enthaltene Feuchtigkeit, also Wasserdampf bzw. Wassertröpfchen, abzuscheiden und eine unzulässige Zunahme an Feuchtigkeit bzw. Wasser im Kältemittel zu verhindern. Dagegen dient der Wärmetauscher 56, in dem das heiße Kältemittel, welches vom Flüssigkeitswandler 64 kommt, durchströmt, dazu, um das auf der Saugseite durchströmende gasförmige Kältemittel zu trocknen, d.h. daß eventuell sich in dem gasförmigen Kältemittelstrom noch befindliche flüssige Bestandteile des Kältemittels sich in dem Wärmetauscher 56, der als Kältemitteltrockner arbeitet, absetzen und durch das heiße Kältemittel erhitzt wird und so verdampfen, damit verhindert wird, daß das an der Ansaugseite des Kältemittelverdichters 23 flüssiges Kältemittel zugeführt wird. Ein Ausgang 65 des Wärmetauschers 56 ist über eine Druckleitung 66, die sich in die Druckleitungen 25, 26 für die Wärmetauscher 15, 16 aufteilt und eventuell unter Zwischenschaltung eines Schauglases 67 mit den Expansionsventilen 27, 28 über die Magnetventile 48, 49 verbunden, wodurch der Kreislauf für ein Kältemittel 68 geschlossen ist.
Zum Abtauen der Wärmetauscher 15, 16 ist ein Heißgasregler 69 über eine Leitung 70 mit der Leitung 61 verbunden. Der Heißgasregler 69 umfaßt wiederum einen Drucksensor 71, der über eine Druckleitung 72 mit dem Ausgang des Heißgasreglers 69 verbunden ist. Der Ausgang des Heißgasreglers 69 ist über eine Bypaßleitung 73, die sich wiederum in die Bypaßleitungen 29 und 30 für jeden Wärmetauscher 15, 16 aufteilt, mit den Magnetventilen 31, 32 für das Heißgas verbunden. Die Magnetventile 31, 32 sind mit einem Antrieb 74, 75 zur Fernbetätigung über die Steuervorrichtung 24 versehen.
Die Temperaturfühler 54, 55 sind über Steuerleitungen 76, 77 mit den Expansionsventilen 27, 28 verbunden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Meßergebnisse der Temperaturfühler 54, 55 und der Drucksensoren 50, 51 und 71 über Steuerleitungen 78, wie mit strichpunktierten Linien dargestellt, an die Steuervorrichtung 24 zu übergeben, die die Expansionsventile 27, 28 über die Steuerleitung 43, 46 ansteuern kann.
Die Steuervorrichtung 24 ist dabei über Zuleitungen 79, 80 mit einer Stromquelle 81, die bevorzugt aus einem Netz eines Elektroversorgungsunternehmens gebildet ist, verbunden. Die Magnetventile 31, 32 können zusätzlich auch über die Steuerleitungen 42, 47 mit der Steuervorrichtung 24 verbunden sein.
Weiters sind die Magnetventile 21, die Magnetventile 48, 49 und die Magnetventile 31, 32 mit einem Antrieb 82 versehen. Der Antrieb 82 wird dabei über Steuerleitungen 42, 44, 45, 47, 83, 84 mit der Steuervorrichtung 24 verbunden, die durch Elektromagnete oder elektrische Stellmotoren, beispielsweise Schrittschaltmotoren oder dgl., gebildet sein können.
Die Expansionsventile 27, 28 sind über die Steuerleitungen 43, 46 mit der Steuervorrichtung 24 verbunden, wodurch die Menge des zu expandierenden Kältemittels 68 geregelt bzw. überwacht werden kann.
Wie in Fig. 1 beschrieben, wird der Ausgang des Wärmetauschers 15 über die Rückleitung 38 unter Zwischenschaltung des Rückschlagventils 40 mit dem Eingang des Wärmetauschers 16 bzw. der Anschlußleitung 18 verbunden. Der Ausgang des Wärmetauschers 16 ist dagegen über die Rückleitung 39 unter Zwischenschaltung des Rückschlagventils 41 mit dem Eingang des Wärmetauschers 15 verbunden.
Das zu verdichtende Gas 2 wird bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 1 über den Wärmetauscher 16 des Kältetrockners 6, die geöffnete Verschlußklappe 13, die Ansaugleitung 8 und den Ansaugstutzen 9 vom Verdichter 4 angesaugt und im Verdichter 4 um das gewünschte Ausmaß verdichtet. Der Wärmetauscher 16 ist in einem Kältemittelkreislauf angeordnet, um die Abkühlung des angesaugten Gases 2 und die Ausscheidung der im angesaugten Gas 2 enthaltenen Flüssigkeit und deren Ausscheidung zu ermöglichen.
Um nun die unterschiedliche Funktion beim Abkühlen des angesaugten Gases 2 mit den Wärmetauschern 15 bzw. 16 der Kältetrockner 5 bzw. 6 besser erläutern zu können, sind alle jene Leitungen im Kältemittelkreislauf, die zum Abkühlen des angesaugten Gases 2 mit dem Wärmetauscher 16 des Kältetrockners 6 nötig sind, in strichlierten Linien dargestellt.
Das durch den Kältemittelverdichter 23 hoch verdichtete, gasförmige Kältemittel 68 wird durch den Kondensator 59 geführt und dabei in den flüssigen Zustand durch Abkühlung gebracht und dann dem Flüssigkeitswandler 64 zugeführt. Von dort gelangt das Kältemittel 68 über den Wärmetauscher 56, die Druckleitung 66 und die Druckleitung 26 zum Magnetventil 49. Ist das Magnetventil 49 durch die Ansteuerung über die Steuerleitung 84 von der Steuervorrichtung 24 geöffnet, so kann das flüssige Kältemittel 68 zum Expansionsventil 28 weiterströmen. Durch den Druckabfall, in der dem Expansionsventil 28 nachgeordneten Anschlußleitung 18 expandiert nun das flüssige Kältemittel 68 und geht in einen gasförmigen Zustand über. Wie bei der Expansion des Kältemittels 68 wird Energie verbraucht, um den Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand zu erreichen. Die benötigte Energie wird dabei dem flüssigen Kältemittel 68 und dem Wärmetauscher 16 entnommen. Dabei tritt durch die Verdampfungskälte Abkühlung ein.
Beim Betrieb einer derartigen Vorrichtung 1 kann nun beispielsweise die Auslegung so getroffen sein, daß das Kältemittel 68 in der Leitung 61 eine Temperatur zwischen + 70°C und + 105°C, bevorzugt + 80°C bis + 90°C, aufweist und bei dem gewählten Verdichtungsdruck gasförmig ist. Im Kondensator 59 wird beispielsweise über den Kühlwasserkreislauf 60 oder durch eine entsprechende Luftkühlung dem Kältemittel 68 so viel Energie entzogen, wodurch dieses dabei so weit abgekühlt wird, daß es bei den herrschenden Druckverhältnissen eine Temperatur zwischen + 25°C und + 60°C, bevorzugt + 35°C, aufweist, wobei der Druck bei einem Kältemittel, insbesondere der Type R22, absolut 13,5 bar beträgt Durch diese Abkühlung wird das Kältemittel 68 verflüssigt und wird in dem nachfolgenden Wärmetauscher 56 durch die Abkühlung im Gegenstrom mit dem kalten, angesaugten gasförmigen Kältemittel 68 weitere Wärmeenergie entzogen, sodaß es mit einer Temperatur zwischen + 15°C und + 25°C, bevorzugt + 20°C, dem Expansionsventil 28 zuströmt. Durch den Druckabfall im Expansionsventil 28 geht nun das verflüssigte Kältemittel 68 in den gasförmigen Zustand über, wobei die über das Expansionsventil 28 zugeführte Menge an Kältemittel 68 so gesteuert wird, daß der über die Druckleitung 53 in der Saugleitung 20 überwachte Druck des Kältemittels 68 beispielsweise einem Soll-Druck von 4,8 bar entspricht und gleichzeitig die mit dem Temperaturfühler 55 überwachte Temperatur höher ist, als die dem Soll-Druck von 4,8 bar entsprechende Soll-Temperatur von 5°C. Dadurch wird eine Überhitzung des Kältemittels 68 in der Saugleitung 20 erzielt, die, wie in der Folge noch näher erläutert werden wird, bewirkt, daß ein Übergang vom gasförmigen in den flüssigen Zustand auch bei wechselnden äußeren Einflüssen sicher verhindert ist, um einen Flüssigkeitsschlag im Kältemittelverdichter 23 auszuschließen.
Je nach der Menge des über das Expansionsventil 28 zugeführten bzw. expandierten flüssigen Kältemittels 68 kann eine größere oder kleinere Wärmemenge aus dem Wärmetauscher 16 abgeführt werden und so eine vorbestimmbare Temperatur des angesaugten Gases 2 im Bereich des Ansaugstutzens 9 erzielt werden, wozu im Bereich der Ansaugleitung 8 bzw. des Ansaugstutzens 9 eine Temperaturmessung des angesaugten Gases 2 erfolgen kann.
Die durch das Expansionsventil 28 zugeführte Menge an Kältemittel 68 kann dabei in einem direkten Regelkreis über den in der Druckleitung 53 vorherrschenden Druck mittels des Drucksensors 51, der die Öffnungsweite des Expansionsventils 28 verändern kann, erfolgen, wobei zusätzlich eine Beeinflussung dieser Steuerungswerte bzw. der Funktion des Expansionsventils 28 durch die Steuervorrichtung 24 erfolgen kann. Eine derartige zusätzliche Beeinflussung des Expansionsventils 28 durch die Steuervorrichtung 24 ist vor allem dann notwendig, wenn eine exakte Temperatur des angesaugten Gases 2 im Bereich des Ansaugstutzens 9 des Verdichters 4 für das Gas 2 erforderlich ist. Wird nämlich die Regelung in dem Regelkreis unter Verwendung der Druckleitung 53 und des Drucksensors 51 anhand der vordefinierten Druckverhältnisse und der Temperaturverhältnisse in der Saugleitung 20 vorgenommen, so kann die Temperatur des angesaugten Gases 2 am Ansaugstutzen 9 in Abhängigkeit von der Temperatur des Gases 2 im Bereich der Ansaugstutzen 34 variieren. Ist es beispielsweise im Winter bei der Verdichtung von Luft, die vom Kältetrockner 5, 6 angesaugt wird, kälter, so wird bei gleicher Kälteleistung eine kältere und entsprechend dichtere Luft am Ansaugstutzen 9 des Verdichters 4 vorliegen.
Dabei erfaßt der Temperaturfühler 54 die Ist-Temperatur und der Drucksensor den Ist-Druck. Bei der direkten Regelung mit einem geschlossenen Regelkreis ohne Beeinflussung durch die Steuervorrichtung 24 wird am Expansionsventil 28 die Soll-Temperatur und der Soll-Druck eingestellt. Über die Druckleitung 53 und den Drucksensor 51 sowie den Temperaturfühler 55, der über die Steuerleitung 77 am Expansionsventil 28 angeschlossen ist, wird nun das über das Expansionsventil 28 zugeführte Kältemittel 68 so gesteuert, daß die Ist-Temperatur und der Ist-Druck der Soll-Temperatur und dem Soll-Druck entsprechen.
Weiters ist es auch möglich, daß die Temperaturfühler 54, 55 und die Drucksensoren 50, 51 mit der Steuervorrichtung 24 verbunden sind. Dabei wird mit den Temperaturfühlern 54, 55 wiederum die Ist-Temperatur und von Drucksensoren 50, 51 der Ist-Druck erfaßt und an die Steuervorrichtung 24 weitergegeben. Die Ist-Temperatur und/oder der Ist-Druck wird anschließend in der Steuervorrichtung 24 mit der Soll-Temperatur und/oder dem Soll-Druck, die über eine Eingabevorrichtung eingestellt werden können, verglichen, wobei die Steuervorrichtung 24 anschließend in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Soll- und Ist-Temperatur und/ oder -Druck die Expansionsventile 27, 28 ansteuert und damit die Menge des zu expandierenden, flüssigen Kältemittels 68 geregelt werden kann.
Nachdem das Kältemittel 68 in gasförmigem Zustand verbracht wurde, strömt es durch den Wärmetauscher 16, wodurch das angesaugte Gas 2 auf die entsprechende Temperatur abgekühlt wird. Anschließend strömt das gasförmige Kältemittel 68 über die Saugleitung 20 und das Magnetventil 21 zur Saugleitung 22 und von dieser in den Wärmetauscher 56. Von dort wird das gasförmige Kältemittel 68 über die Saugleitung 57 vom Kältemittelverdichter 23 angesaugt. Durch das Verdichten des gasförmigen Kältemittels 68 vom Kältemittelverdichter 23 wird das gasförmige Kältemittel 68 auf hohen Druck komprimiert und anschließend im Kondensator 59 durch Abkühlung verflüssigt, wodurch der Kältemittelkreislauf abgeschlossen ist.
Nachdem nun, wie anhand des Blockschaltbildes in Fig. 2 beschrieben, das vom Verdichter 4 angesaugte Gas 2 im Kältetrockner 6 abgekühlt wurde, wird nun anhand der Fig. 3 der Abtauungszyklus für diesen Kältetrockner 6, der zuvor für das Abkühlen des Gases 2 zuständig war, beschrieben, wobei die Ablagerung des Kondensates am Wärmetauscher 16 in Form von Eis abgetaut wird. Der Kreislauf der zum Abtauen des Eises benötigten Leitungen ist mit strichlierten Linien dargestellt.
Während dieses nun nachfolgend beschriebenen Abtauvorganges wird das für den Verdichter 4 benötigte Gas 2 im Kältetrockner 5 abgekühlt und in gekühlter Form den Verdichter 4, wie in Fig. 1 gezeigt, zugeführt. Der Eismantel am Wärmetauscher 16 entsteht dadurch, daß durch die Unterkühlung des angesaugten Gases 2 die im Gas 2 enthaltene Feuchtigkeit ausgeschieden wird und durch die Minustemperaturen im Bereich des Wärmetauschers 16 festfriert. Da ein derartiger Eismantel eine hohe Isolierwirkung ausübt, kommt es nach einer gewissen Betriebsdauer dazu, daß die Wärmeaufnahme des Kältemittels 68 im Wärmetauscher 15 bzw. 16 nicht mehr ausreicht, um die gewünschte Unterkühlung des angesaugten Gases 2 sicherzustellen.
Dies wird beispielsweise bei dem im Betrieb befindlichen Wärmetauscher 16 derart überwacht, daß mittels Temperaturfühler 55 und Drucksensor 51 im Bereich der Saugleitung 20 die Temperatur bzw. der Druck des Kältemittels 68 nach dem Verlassen des Wärmetauschers 16 überwacht wird.
Ist die Temperatur bzw. der Druck des aus dem Wärmetauscher 16 kommenden gasförmigen Kältemittels 68 gegenüber der Solltemperatur bzw. dem Solldruck niedriger, d.h. würde dem Kältemittel 68 im Wärmetauscher 16 aufgrund der Isolierwirkung des Eismantels zuwenig Kälte entzogen, so wird dies über die Steuervorrichtung 24 unter Berücksichtigung eventueller weiterer Parameter, wie beispielsweise die Umgebungstemperatur, erkannt. Selbstverständlich ist es möglich, daß die Steuerung zum Einleiten des Abtauvorganges über eine voreinstellbare Zeitdauer erfolgen kann.
Während dieses nun nachfolgend beschriebenen Abtauvorganges wird das für den Verdichter 4 benötigte Gas 2 im Kältetrockner 5 abgekühlt und in gekühlter Form dem Verdichter 4, wie in Fig. 1 beschrieben, zugeführt.
Durch die Steuervorrichtung 24 wird dann die dem abzutauenden Wärmetauscher 16 zugeordnete gasdichte Verschlußklappe 13 geschlossen und das Expansionsventil 28 von der Steuervorrichtung 24 derart beaufschlagt, daß die Zufuhr von flüssigem Kältemittel 68 unterbrochen wird.
Von der Steuervorrichtung 24 wird dann weiters der Antrieb 74 des Magnetventils 32 beaufschlagt, wodurch die Bypaßleitung 30 mit der Anschlußleitung 18 verbunden wird und das vom Heißgasregler 69 abgegebene Heißgas über die Bypaßleitung 73 in die Anschlußleitung 18 den Wärmetauscher 16 zugeführt wird. Dadurch wird der Innenraum des Wärmetauschers 16 erwärmt. Durch die Erwärmung wird das Eis, das sich an den Wänden des Wärmetauschers 16 bzw. an den Wänden des Kältetrockners 6 angelegt hat, abgetaut und fließt über den Abfluß 36, wie in Fig. 1 gezeigt, ab.
Zum Abtauen, welches nur dann notwendig ist, wenn die Temperaturen des beim Verdichter 4 benötigten Gases 2 unterhalb von 0°C liegen, was bei den vorliegend beschriebenen Anlagen überwiegend der Fall ist, wird nun in die Anschlußleitung 18 des Wärmetauschers 16 zwischen diesem und dem Expansionsventil 28 das heiße gasförmige Kältemittel 68, z.B. mit einer Temperatur zwischen + 70°C und + 105°C über die Bypaßleitung 30 und dem Magnetventil 32 zugeführt.
Während dieser Zufuhr von heißem, gasförmigen Kältemittel 68 in den Wärmetauscher 16 ist die gasdichte Verschlußklappe 13, siehe Fig. 1, geschlossen. Dies deshalb, da durch das Abtauen des am Wärmetauscher 16 festgesetzten Eisbelages ein Dunst entsteht, der wassergesättigt ist, und bei nicht gasdichter Ausführung der Verschlußklappe 13 könnte daher dieser Dunst durch den Unterdruck in die Ansaugleitung 8 angesaugt werden und somit zum Verdichter 4 gelangen, wodurch der erwünschte Trocknungseffekt des angesaugten Gases 2 nicht zustande kommen würde bzw. die Gefahr eines Wasserschlages beim Verdichter 4 besteht.
Darüber hinaus ist auch das Magnetventil 21 der Saugleitung 20 geschlossen, wobei die Saugleitung 20 über die Rückleitung 39 unter Zwischenschaltung des Rückschlagventils 41 mit der Anschlußleitung 17 verbunden ist und den Wärmetauscher 15, mit welchem nunmehr das angesaugte Gas 2 abgekühlt wird, mit abgekühltem Kältemittel 68 des Wärmetauschers 16 versorgt. Das über die Bypaßleitung 30 zugeführte heiße, gasförmige Kältemittel 68, dessen Menge über den Heißgasregler 69 geregelt wird, beträgt nur einen geringen Teil, beispielsweise 10 bis 20 % des gesamten vom Expansionsventil 27 expandierten Kältemittels 68.
Durch die Kälte im abzutauenden Kältetrockner 6 wird das heiße, gasförmige Kältemittel 68 durch Abkühlung verflüssigt und gelangt vom Ausgang des Wärmetauschers 16, also der Saugleitung 20, über die Rückleitung 39 und das Rückschlagventil 41 an die Anschlußleitung 17 des Wärmetauschers 15. Die Anschlußleitung 17 wird dabei mit einem gasförmigen, kalten Kältemittel 68 für den Wärmetauscher 15 des Kältetrockners 5 durchströmt. Durch den Druckunterschied zwischen der Anschlußleitung 17 und der Rückleitung 39 wird das vom Wärmetauscher 16 verflüssigte Kältemittel 68 wieder gasförmig und vermischt sich mit dem gasförmigen Kältemittel 68 in der Anschlußleitung 17, wodurch der Kältemittelkreislauf für das Abtauen des Kältetrockners 6 geschlossen ist.
Nach Erreichen einer voreinstellbaren Innentemperatur des abzutauenden Kältetrockners 6 öffnet die Steuervorrichtung 24 die Verschlußklappe 37 und schließt die Verschlußklappe 33 des Kältetrockners 6, sodaß die beim Abtauen bei einer bestimmten Temperatur mit Wasser gesättigte Luft vom Kältemittelverdichter 23 nicht angesaugt werden kann.
Für die Abtauphase des Kältetrockners 6 bzw. 5 steht jene Zeit zur Verfügung, bis der zur Unterkühlung des angesaugten Gases 2 verwendete Wärmetauscher 16 oder 15 so stark vereist ist, daß die für die Unterkühlung des angesaugten Gases 2 notwendige Kühlwirkung nicht mehr ausreicht.
Desweiteren ist dem Kältemittelverdichter 23 eine Bypaßleitung 85 zugeordnet, die sich zwischen der Saugleitung 57 und der Leitung 61 erstreckt. In dieser Bypaßleitung 85 ist ein Überund Unterdruckregelventil 86 vorgesehen, um Beschädigungen des Kältemittelverdichters 23 zu vermeiden. Auf Grund der geringen Menge an heißem, gasförmigen Kältemittel 68, das zum Abtauen der Wärmetauscher 15 bzw. 16 jeweils benötigt wird, ist auch ein Durchströmquerschnitt der Rückleitungen 38 bzw. 39 erheblich geringer als der Querschnitt der Anschlußleitungen 17 bzw. 18. Durch das Einströmen des flüssigen Kältemittels 68 in die Anschlußleitung 17 bzw. 18, in der das Druckniveau über die Expansionsventile 27 bzw. 28 auf den gewünschten Wert abgesenkt wird, erfolgt ebenfalls eine Expansion des durch die Rückleitung 39 bzw. 38 zugeführten flüssigen Kältemittels 68. Die exakte Regelung und Beibehaltung der gewünschten Druck- und Temperaturverhältnisse in den Saugleitungen 19 bzw. 20 des jeweils zur Kühlung des angesaugten Gases 2 eingesetzten Wärmetauschers 15 bzw. 16 ist dadurch sichergestellt, daß die sich ändernden Verhältnisse, insbesondere der Temperatur des flüssigen Kältemittels 68, welches durch die Rückleitung 38 bzw. 39 zugeführt wird, durch Einstellungen und Regelungen des Expansionsventils 27 bzw. 28 bei Wechselbetrieb ausgeglichen wird.
Selbstverständlich ist es auch möglich, daß nach dem Abtauen die Rückfuhr des Kältemittels 68 über die Rückleitungen 38, 39, jedoch vor den jeweiligen Expansionsventilen 27, 28 des zur Kühlung eingesetzten Wärmetauschers 15, 16 in die Druckleitungen 25, 26 erfolgen kann. Es ist nur sicherzustellen, daß im Bereich der Einspeisung des vom abzutauenden Wärmetauscher 16 bzw. 15 kommenden Kältemittels 68 der Druck in diesem Kältemittel 68 höher ist, als in den Druckleitungen 25 bzw. 26. Kann dies nicht in jedem Betriebszustand sichergestellt werden, so ist die Einspeisung beispielsweise über eine Venturidüsenanordnung oder dgl. möglich.
Bevor nun der Kältetrockner 6 wieder in Betrieb genommen wird, d.h. daß die Abtauphase abgeschlossen ist, wird der Kältetrockner 6 vorgekühlt. Dabei wird von der Steuervorrichtung 24 das Magnetventil 49 geöffnet. Somit gelangt das flüssige Kältemittel 68 vom Kältemittelverdichter 23 zum Expansionsventil 28, mit dem über die Steuervorrichtung 24 die Temperatur, auf die der Innenraum des Kältetrockners 6 abgekühlt werden soll, festgelegt wird. Nachdem der Kältetrockner 6 auf die entsprechende Temperatur vorgekühlt wurde, kann bei zu stark vereistem Kältetrockner 5 der Ansaugvorgang für das Gas 2 nun über den Kältetrockner 6 erfolgen. Weiters kann nach abgeschlossenem Vorkühlen mit der Steuervorrichtung 24 die Verschlußklappe 33 des Kältetrockners 6 und die Verschlußklappe 37 geschlossen werden.
Selbstverständlich ist eine Ausbildung der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung 1 auch ohne Verwendung der drei Verschlußklappen 33 und 37 möglich, wobei dann das jeweils über den Verdichter 4 zu verdichtende Gas 2 in jeden Kältetrockner 5 bzw. 6 unabhängig angesaugt wird.
In Fig. 4 ist ein Temperaturverlauf der Innentemperatur im Kältetrockner 5 bzw. 6 dargestellt, wobei auf der Abszisse die Zeit t in Minuten und auf der Ordinate die Temperatur T in °C aufgetragen ist. Die in vollen Linien dargestellte Kennlinie 87 entspricht dem Temperaturverlauf im Kältetrockner 5 und die in strichpunktierten Linien dargestellte Kennlinie 88 entspricht dem Temperaturverlauf im Kältetrockner 6.
Wie zuvor beschrieben, werden die Kältetrockner 5 und 6 in unterschiedlicher Weise betrieben, d.h. der Kältetrockner 5 wird, wie die dargestellte Kennlinie 87 zeigt, vom Kühlbetrieb in den Abtaubetrieb und der Kältetrockner 6 vom Abtaubetrieb in den Kühlbetrieb umgeschaltet. Zum Zeitpunkt 89 ist der Abtauzyklus für den Wärmetauscher 16 beendet und es wird von der Steuervorrichtung 24, wie anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben, der Kältetrockner 6 vorgekühlt. Zum Zeitpunkt 90 ist der Innenraum des Kältetrockners 6 auf die mit der Steuervorrichtung 24 voreingestellte Temperatur abgekühlt und es kann vom Kältetrockner 5 auf den Kältetrockner 6 umgeschaltet werden. Es ist jedoch auch möglich, diesen Zustand des Vorkühlens über längere Zeit aufrecht zu erhalten, wenn der Kältetrockner 5 noch nicht zu stark vereist ist.
Nachdem von der Steuervorrichtung 24 der Abtauzyklus für den Kältetrockner 5 eingeleitet wurde, wie dies zum Zeitpunkt 90 geschieht, wird der Wärmetauscher 15 vom Kältetrockner 5 mit heißem, gasförmigen Kältemittel 68 durchströmt, wodurch die Temperatur im Innenraum des Kältetrockners 5 zu steigen beginnt. Gleichzeitig mit dem Einleiten des Abtauzykluses für den Kältetrockner 5 wird der Kühlzyklus für den Kältetrockner 6 gestartet. Dies ist wiederum zum Zeitpunkt 90 ersichtlich. Weiters ist es möglich, die Vorkühlphase bereits auf die entsprechende Temperatur des Kältetrockners 5 durchzuführen, um ein rasches, verlustarmes Umschalten vom Kältetrockner 5 auf den Kältetrockner 6 zu gewährleisten. Zum Zeitpunkt 91 hat der Kältetrockner 6 die von der Steuervorrichtung 24 eingestellte Temperatur erreicht und kann das angesaugte Gas 2 entsprechend kühlen.
Durch das Einströmen des heißen, gasförmigen Kältemittels 68 in den Wärmetauscher 15 des Kältetrockners 5 steigt die Innentemperatur im Kältetrockner 5 weiter an. Zum Zeitpunkt 92 hat die Innentemperatur des Kältetrockners 5 den maximalen Wert erreicht, wodurch das Eis zu schmelzen beginnt. Zum Zeitpunkt 93 ist der Abtauvorgang für den Kältetrockner 5 abgeschlossen und die Steuervorrichtung 24 steuert die Vorrichtung 1 so an, daß der Kältetrockner 5 vorgekühlt wird und damit der Zustand des Zeitpunktes so wie zuvor für den Kältetrockner 6 erreicht ist, worauf sich dann die folgenden Zeitpunkte 91 bis 93 wiederholen.
Dieser Zustand kann nun über einige Perioden aufrecht erhalten werden, wenn der Kältetrockner 6 noch nicht zu sehr vereist ist. Zum Zeitpunkt 90 wird mit einem Temperaturfühler 94, der in Fig. 1 dargestellt ist, im Kältetrockner 6 festgestellt, daß die gewünschte Kühltemperatur für das angesaugte Gas 2 nicht mehr erreicht wird, wodurch die Steuervorrichtung 24 nun den Kältetrockner 6 auf Abtaubetrieb umschaltet und gleichzeitig den Kältetrockner 5 für die Kühlung des angesaugten Gases 2 aktiviert, wodurch der Kältetrockner 5 im Abkühlbetrieb und der Kältetrockner 6 im Abtaubetrieb betrieben werden.
In Fig. 5 ist eine mögliche Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Verdichten von Gasen 2, die schematisch durch Pfeile 3 angedeutet sind, gezeigt. Dabei werden für jene Teile, die den Teilen der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten entsprechen, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Dabei wird wiederum vom Verdichter 4 das Gas 2 über den Ansaugstutzen 34 des jeweiligen Kältetrockners 5, 6 angesaugt und in diesem abgekühlt.
Der Unterschied zu der in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsvariante liegt darin, daß in jedem der beiden Kältetrockner 5, 6 zwei in Strömungsrichtung hintereinander geschaltete Wärmetauscher 95, 15 bzw. 96, 16 angeordnet sind. Während die Wärmetauscher 15, 16 in der bereits zuvor beschriebenen Art über den Kältemittelkreislauf, bestehend aus dem Kältemittelverdichter 23, den verschiedenen Magnetventilen 21, 31, 32 und den Expansionsventilen 27, 28, angesteuert werden, ist nun für die weiteren Wärmetauscher 95, 96 ein eigener Kältemittelkreislauf vorgesehen. Damit ist jeder Eingang der Wärmetauscher 95, 96 über eine eigene Anschlußleitung 97, 98 unter Zwischenschaltung eines Expansionsventils 99, 100 mit dem Ausgang eines für diesen Kältemittelkreislauf eigenen Kondensators 59, der einem weiteren Kältemittelverdichter 23 nachgeschaltet ist, verbunden. Der Ansaugstutzen des Kältemittelverdichters 23 ist über die Saugleitung 57 unter Zwischenschaltung der von Magnetventilen 101, 102 mit den an den Wärmetauschern 95, 96 in Strömungsrichtung nachgeschalteten Saugleitungen 103, 104 verbunden. Die Expansionsventile 99, 100 und die Magnetventile 101, 102 sind wiederum über Steuerleitungen 105 bis 108 mit der Steuervorrichtung 24 verbunden.
Bei diesem dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Kältemittelkreislauf für die Wärmetauscher 95, 96 keine Möglichkeit vorgesehen, einen der beiden Wärmetauscher 95, 96 wahlweise heißes, gasförmiges Kältemittel 68 zum Abtauen zuzuführen. Vielmehr erfolgt beim wechselweisen Abtauen der Wärmetauscher 15, 95 bzw. 16, 96 nur eine entsprechende Aufheizung der Wärmetauscher 15 oder 16 mit dem heißen, gasförmigen Kältemittel 68, wie dies anhand der Fig. 2 und 3 ausführlich beschrieben worden ist, und wird durch die Erwärmung der Wärmetauscher 15 bzw. 16 auch das Eis auf den Wärmetauschern 95, 96 abgetaut. Sollte die Wärmeleistung der Wärmetauscher 15 oder 16 zum Abtauen der Kältetrockner 5 bzw. 6 nicht ausreichen, so ist es selbstverständlich auch möglich, den Kältemittelkreislauf der Wärmetauscher 95, 96 derart auszubilden, daß auch in diesen die entsprechenden Rückleitungen 38, 39 und die dafür notwendigen Magnetventile 31, 32 eingebaut werden, sodaß jeder der beiden Wärmetauscher 95, 96 durch die Zufuhr von heißem, gasförmigen Kältemittel 68 in der gleichen Weise abgetaut werden kann, wie die Wärmetauscher 15, 16.
Selbstverständlich wäre es auch möglich, daß an Stelle von zwei getrennten Kältemittelverdichtern 23 für die Wärmetauscher 15, 16 bzw. 95, 96 ein gemeinsamer Kältemittelverdichter 23 vorgesehen ist. Aus Gründen der höheren Betriebssicherheit und der geringeren Kosten von Kältemittelverdichtern 23 mit geringer Leistung empfiehlt es sich jedoch, für jeden dieser Kältemittelkreisläufe einen eigenen Kältemittelverdichter 23 zu verwenden. Dies hat den Vorteil, daß bei Ausfall eines Kältemittelverdichters 23 zumindest ein Teil der erforderlichen Abkühlung des angesaugten Gases 2 möglich ist und somit, wenn auch mit einem schlechteren Wirkungsgrad, die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weiter betrieben werden kann.
Das Verfahren zum Verdichten von Gasen 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform läuft nun wie folgt ab:
Das zu verdichtende Gas 2 wird bei der dargestellten Vorrichtung 1 beispielsweise über den Kältetrockner 6, d.h. über den Ansaugstutzen 34 der geöffneten Verschlußklappe 33 des Kältetrockners 6 in den Kältetrockner 6 angesaugt. Das angesaugte Gas 2 passiert dann den Wärmetauscher 96, in dem das angesaugte Gas 2 vorgekühlt wird. Anschließend passiert dann das angesaugte Gas 2 den Wärmetauscher 16 und wird durch diesen auf die gewünschte Temperatur abgekühlt und gelangt über die Ansaugleitung 8 und die geöffnete Verschlußklappe 13 zum Verdichter 4.
Wird das mit den Wärmetauschern 16 und 96 angesaugte Gas 2 abgekühlt, so werden von der Steuervorrichtung 24 die Expansionsventile 28 und 100 sowie die Magnetventile 21 und 102 angesteuert. Dadurch kann das kalte, gasförmige Kältemittel 68 über die Anschlußleitung 18 und 98 in die Wärmetauscher 16 und 96 strömen, wodurch im Inneren des Kältetrockners 6 eine Abkühlung des Gases 2 erfolgt.
Gleichzeitig mit der Betätigung der Expansionsventile 28 und 100 wird von der Steuervorrichtung 24 das Magnetventil 21 und 102 über die Steuerleitungen 45 und 107 angesteuert, wodurch das kalte, gasförmige Kältemittel 68 vom Wärmetauscher 16 und 96 über die Saugleitungen 20 und 104 an die Saugleitungen 22 und 57 und zu den Kältemittelverdichtern 23 fließen kann.
Das Abkühlen des angesaugten Gases 2 erfolgt nun über die beiden Wärmetauscher 16 und 96. Dabei werden die beiden Wärmetauscher 16 und 96 mit unterschiedlichen Temperaturbereichen betrieben, d.h. daß der Wärmetauscher 96 eine Temperatur von z.B. -10° und der Wärmetauscher 16 eine Temperatur von z.B. -20° aufweist, wodurch das angesaugte Gas 2 beim Vorbeiströmen an dem Wärmetauscher 96 vorgekühlt und anschließend durch den Wärmetauscher 16 auf die vorgegebene Temperatur abgekühlt wird. Dies hat den Vorteil, daß dabei das angesaugte Gas 2 auf eine tiefere Temperatur gekühlt werden kann, wodurch sichergestellt ist, daß das im Gas 2 enthaltene Kondensat abgeschieden wird.
Durch das Abkühlen des Gases 2 im Kältetrockner 6 kommt es, wie in Verbindung mit den zuvor beschriebenen Fig. bereits erläutert, bei einer Abkühlung des Gases 2 unter 0°C zur Eisbildung innerhalb der Kältetrockner 6 bzw. 5, wodurch die Kältetrockner 5, 6 wechselweise abgetaut werden müssen. Dabei wird nun, wie beim Kältetrockner 5 gezeigt, die Verschlußklappe 12 geschlossen, wodurch der Verdichter 4 kein Gas 2 über den Kältetrockner 5 ansaugen kann. Gleichzeitig mit dem Schließen der Verschlußklappe 12 steuert die Steuervorrichtung 24 das Magnetventil 31 an, wodurch vom Kältemittelverdichter 23 heißes, gasförmiges Kältemittel 68 über die Bypaßleitung 29 in die Anschlußleitung 17 gelangt und somit der Wärmetauscher 15 erwärmt wird. Vom Ausgang des Wärmetauschers 15 fließt wiederum das erwärmte Kältemittel 68, wie in Fig. 3 im Detail erläutert, über das Rückschlagventil 40 und die Rückleitung 38 zum Eingang des Wärmetauschers 16 und wird dort in die Anschlußleitung 18 eingespeist, so-daß es sich mit dem kalten, gasförmigen Kältemittel 68 vermischt und der Kältemittelkreislauf geschlossen ist.
Durch das Durchströmen des Wärmetauschers 15 mit heißem Kältemittel 68 erwärmt sich der Wärmetauscher 15, wodurch das Eis am Wärmetauscher 15 und an den Wänden des Kältetrockners 5 abgetaut wird. Gleichzeitig entsteht im Kältetrockner 5 ein Hitzestau, wodurch der Wärmetauscher 95 ebenfalls abgetaut wird und somit das Eis in Form von Wasser aus dem Abfluß 36 abfließt.
In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Lösung gezeigt, wobei der Übersichtlichkeit wegen nur einer der zuvor beschriebenen Kältetrockner 5, 6, nämlich der Kältetrockner 5, dargestellt ist. Die Funktion und die Zusammenschaltung des gezeigten Kältetrockners 5 mit dem nicht dargestellten Kältetrockner 6 kann aus den zuvor beschriebenen Fig. 1 bis 5 entnommen werden. Weiters werden für jene Teile, die mit den Teilen in den zuvor beschriebenen Fig. übereinstimmen, die selben Bezugszeichen verwendet. Bei Verwendung des dargestellten Kältetrockners 5 wird üblicherweise, aber nicht zwingend, auch der Kältetrockner 6 gleichartig ausgebildet.
Der dargestellte Kältetrockner 5 zum Ansaugen von Gasen 2 für den Verdichter 4 unterscheidet sich von jenen in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, daß eine Klimazone 109 und eine Kältezone 110 angeordnet ist. Die Klimazone 109 besteht dabei aus drei Wärmetauschern 111 bis 113, wogegen die Kältezone 110 aus vier Wärmetauschern 114 bis 117 besteht. Jeder dieser Wärmetauscher 111 bis 113 und 114 bis 117 besteht aus einer durchgehenden Rohrschlange bzw. Rohrwendel, an der die angesaugte Luft zum Abkühlen vorbeistreicht. Bei der Auslegung und Anordnung der einzelnen Rohrschlangen der einzelnen Wärmetauscher 111 bis 113 und 114 bis 117 ist darauf zu achten, daß diese gleich lang sind und in etwa mit der gleichen Menge an angesaugter Luft in Berührung kommen, sodaß die Wärmeabgabe über die Länge jedes dieser Wärmetauscher 111 bis 117 nahezu gleich groß ist, sodaß sich kein Differenzdruck in den einzelnen Wärmetauschern 111 bis 117 zwischen deren Einlaß und deren Auslaß aufbauen kann.
Die Wärmetauscher 111 bis 113 der Klimazone 109 und die Wärmetauscher 114 bis 117 in der Kältezone 110 werden wiederum über Druckleitungen 118 bis 124 unter Zwischenschaltung von Expansionsventilen 125 bis 131 und Anschlußleitungen 17, 18 verbunden. Weiters werden Druckleitungen 118 bis 124 mit einem oder mehreren Kältemittelverdichtern 23, die wegen der Übersicht nicht dargestellt sind, verbunden. Die Ausgänge der Wärmetauscher 111 bis 117 werden über Saugleitungen 132 bis 138 unter Zwischenschaltung von Magnetventilen 139 bis 145 mit einem oder mehreren Kältemittelverdichtern 23 verbunden, wodurch der Kältemittelkreislauf für das Kältemittel 68 geschlossen ist.
Weiters wird bzw. wurden die Kältemittelverdichter 23 über Bypaßleitungen 146 bis 152 unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 153 bis 159 mit den Anschlußleitungen 17, 18 und zwar zwischen den Expansionsventilen 125 bis 131 und den Wärmetauschern 111 bis 117 verbunden.
In Fig. 6 sind auch die Rückleitungen 160 bis 166, die zwischen den Expansionsventilen 125 bis 131 und den Wärmetauschern 111 bis 117 angeschlossen sind, schematisch gezeigt. Diese Rückleitungen 160 bis 166 werden mit dem Ausgang der Wärmetauscher im Kältetrockner 6 unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils verbunden. Am Ausgang der Wärmetauscher 111 bis 117 werden weitere Rückleitungen 167 bis 173, jedoch vor den Magnetventilen 139 bis 145, mit den Saugleitungen 132 bis 138 verbunden. Die Enden der Rückleitungen 167 bis 173 werden unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 174 bis 180 mit den entsprechenden Eingängen des Wärmetauschers am Kältetrockner 6 verbunden.
Durch die Verbindung der Kältetrockner 5, 6 über die Rückleitungen 160 bis 173 kann nun der Betrieb der Vorrichtung 1, wie er in den zuvor beschriebenen Fig. erläutert wurde, angewendet werden.
Weiters ist darauf zu verweisen, daß sowohl in der Klimazone 109 als auch in der Kältezone 110 eine gleiche Anzahl von Wärmetauschern 111 bis 117 angeordnet sein kann. Es ist selbstverständlich möglich, daß die einzelnen Wärmetauscher 111 bis 117 sowohl einzeln, als auch parallel bzw. zusammen mit der Steuervorrichtung 24 betrieben werden können.
Werden die Wärmetauscher 111 bis 117 von der Steuervorrichtung 24 einzeln angesteuert, so ist es möglich, die Innentemperatur des Kältetrockners 5, 6 durch die Menge der aktiven Wärmetauscher 111 bis 117 zu bestimmen, ohne daß dabei die Menge des zu expandierenden Kältemittels 68 geregelt werden muß. Selbstverständlich ist es möglich, daß beliebig viele Wärmetauscher 15, 16 in den einzelnen Kältetrocknern 5, 6 eingesetzt werden können.
In Fig. 7 ist eine andere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Lösung, wie sie in Fig. 6 beschrieben ist, gezeigt. Der Übersichtlichkeit wegen wurde wiederum nur ein Kältetrockner 5 bzw. 6, nämlich der Kältetrockner 5, dargestellt. Die Funktion und die Zusammenschaltung des gezeigten Kältetrockners 5 mit dem nicht dargestellten Kältetrockner 6 kann gemäß beliebigen der zuvor in den Fig. 1 bis 6 beschriebenen Ausführungsbeispiele gewählt werden. Weiters wurden für jene Teile, die mit den Teilen in den zuvor beschriebenen Fig. übereinstimmen, die selben Bezugszeichen verwendet. Bei der Verwendung des dargestellten Kältetrockners 5 wird üblicherweise, aber nicht zwingend, auch der Kältetrockner 6 gleichartig ausgebildet und sind üblicherweise zwei Kältetrockner 5, 6 parallel angeordnet, die abwechselnd betrieben werden. Die Vorteile können aber auch bei Verwendung nur eines Kältetrockners 5 oder 6 erreicht werden.
Der Unterschied zu der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsvariante liegt nun darin, daß in der Kältezone 110 mehrere Wärmetauscher 114 bis 116 angeordnet sind, die jedoch nur über eine einzige, gemeinsame Anschlußleitung 17 mit dem gasförmigen Kältemittel 68 versorgt werden. Die Anschlußleitung 17 ist wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen über ein Expansionsventil 125 mit einer Druckleitung 119 an einen Kältemittelverdichter 23 angeschlossen. Der Ausgang der Wärmetauscher 114 bis 116 wird wiederum über eine Saugleitung 132 unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 139 mit dem Kältemittelverdichter 23 verbunden, wodurch der Kältemittelkreislauf zum Abkühlen des angesaugten Gases 2 geschlossen ist Die Anspeiseleitungen für die Wärmetauscher 114 bis 116 werden dabei vor Eintritt in den Kältetrockner 5 mit der Anschlußleitung 17 bzw. der Saugleitung 132 verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist darauf zu achten, daß die Leitungslänge der einzelnen Wärmetauscher 114 bis 117 sowie der Rohrdurchmesser der Wärmetauscher 114 bis 117 gleich groß sind. Dadurch soll verhindert werden, daß ein Druckunterschied zwischen den einzelnen Wärmetauschern 114 bis 117 entsteht, da sich ansonsten das gasförmige Kältemittel 68 den Weg durch den Wärmetauscher 114 bis 117 mit dem geringsten Widerstand sucht. Daraus folgt, daß die anderen Wärmetauscher 114 bis 117 nicht mit der gleichen Menge an gasförmigem Kältemittel 68 durchströmt werden, wodurch eine Leistungsverminderung die Folge wäre. Weiters ist in Fig. 7 ebenfalls eine Bypaßleitung mit einem Magnetventil 153 dargestellt, die, wie in Fig. 6 beschrieben, an den Kältemittelverdichter 23 angeschlossen ist. Diese Bypaßleitung 146 wird mit der Anschlußleitung 17 und zwar zwischen dem Expansionsventil 125 und der Kreuzung der einzelnen Anschlußleitungen für die Wärmetauscher 114 bis 117 angeschlossen, wodurch ein Abtauen der Wärmetauscher 114 bis 117 möglich ist.
Die Klimazone 109 wird bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls aus mehreren einzelnen Wärmetauschern 111 bis 113 gebildet, die wiederum über eine einzige Anschlußleitung 18 mit dem Expansionsventil 129 verbunden sind. Das Expansionsventil 129 wird wiederum über eine Druckleitung 118 mit dem selben Kältemittelverdichter 23 oder einen weiteren Kältemittelverdichter 23 verbunden. Der Ausgang der Wärmetauscher 111 bis 113 wird über eine Saugleitung 136 unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 143 mit dem selben Kältemittelverdichter 23, der die Druckleitung 118 speist, verbunden. Die Anspeiseleitungen der einzelnen Wärmetauscher 111 bis 113 werden außerhalb des Kältetrockners 5 aufgespleißt, wodurch das Kältemittel wiederum von der Anschlußleitung 18 in die einzelnen Wärmetauscher 111 bis 113 fließen kann. Es ist auch hierbei, wie bereits zuvor beschrieben, zu beachten, daß die Leitungslänge bzw. der Durchmesser der Leitungen der einzelnen Wärmetauscher 111 bis 113 gleich groß ist, um Druckunterschiede zwischen den einzelnen Wärmetauschern 111 bis 113 zu vermeiden. Die Klimazone 109 kann z.B. ebenfalls über eine Bypaßleitung 150 unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 157 mit der Anschlußleitung 18 verbunden werden, wodurch ein Abtauen der Klimazone 109 durch Zufuhr von heißem Kältemittelgas über die Bypaßleitung 150 möglich ist.
Weiters weist der Kältetrockner 5, wie in Fig. 6 beschrieben, die Rückleitungen 160, 164, 167 und 168 zum Zusammenschalten mit dem Kältetrockner 6 auf, wodurch das Abtauverfahren, wie es in den zuvor beschriebenen Fig. 1 bis 6 verwendet wurde, eingesetzt werden kann.
In Fig. 8 ist eine andere Ausführungsvariante gezeigt, die der zuvor anhand der Fig. 6 und 7 beschriebenen Ausführungsform ähnlich ist. Der Übersichtlichkeit wegen wurde wiederum nur einer der zwei Kältetrockner 5, 6, nämlich der Kältetrockner 5, dargestellt. Die Funktion und die Zusammenschaltung des gezeigten Kältetrockners 5 mit dem nicht dargestellten Kältetrokkner 6 kann aus den zuvor beschriebenen Fig. 1 bis 7 entnommen werden. Weiters werden für jene Teile, die mit Teilen in den zuvor beschriebenen Fig. übereinstimmen, dieselben Bezugszeichen verwendet. Bei der Verwendung des dargestellten Kältetrockners 5 wird üblicherweise, aber nicht zwingend, auch der Kältetrokkner 6 gleichartig ausgebildet.
Bei dieser Ausführungsvariante wird die Klimazone 110 aus nur einem Wärmetauscher 114 gebildet. Es ist jedoch auch möglich, daß mehrere Wärmetauscher 114 verwendet werden. Dieser Wärmetauscher 114 wird dabei aus mehreren Kältemittelleitungen 181 bis 184 gebildet, wobei die einzelnen Kältemittelleitungen 181 bis 184 wiederum außerhalb des Kältemitteltrockners 5 mit der Anschlußleitung 17 verbunden sind. Dabei ist jedoch darauf zu achten, daß der Leitungsquerschnitt und die Länge der einzelnen Kältemittelleitungen 181 bis 184 gleich groß ist, um, wie zuvor beschrieben, Druckunterschiede zu vermeiden. Selbstverständlich können beim Einsatz mehrerer Wärmetauscher 114 die Kältemittelleitungen 181 bis 184 in den einzelnen Wärmetauschern 114 unterschiedlich sein, wenn diese über ein eigenes Expanisonsventil 125 angesteuert werden.
Die Anschlußleitung 17 wird wiederum über das Expansionsventil 125 mit der Druckleitung 119 verbunden. Die Druckleitung 119 ist wie in den zuvor beschriebenen Fig. mit dem Kältemittelverdichter 23 verbunden. Der Ausgang des Wärmetauschers 114 wird wiederum über eine Saugleitung 132 unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 139 mit dem Kältemittelverdichter 23, der mit der Druckleitung 119 zusammengeschaltet ist, verbunden. Die einzelnen Kältemittelleitungen 181 bis 184 werden dabei zwischen dem Magnetventil 139 und dem Eingang bzw. dem Ausgang des Wärmetauschers 114 mit der Saugleitung 132 verbunden.
Um nun den Wärmetauscher 114 abtauen zu können, wird vom Kältemittelverdichter 23 eine Bypaßleitung 146 unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 153 mit der Anschlußleitung 17, und zwar zwischen dem Expansionsventil 125 und der Aufteilung der Anschlußleitung 17 in die einzelnen Kältemittelleitungen 181 bis 184, verbunden.
In der Klimazone 109 ist eine andere Ausführungsvariante eines Wärmetauschers 111 gezeigt. Dabei besteht der Wärmetauscher nun aus drei Kältemittelleitungen 185 bis 187. Die Kältemittelleitungen 185 bis 187 werden dabei über die Anschlußleitung 18 mit jeweils einem Expansionsventil 129 bis 131 verbunden, wodurch die einzelnen Kältemittelleitungen 185 bis 187 verschiedene Längen sowie verschieden große Durchmesser aufweisen können, da durch die Vorordnung der Expansionsventile 129 bis 131 ein genauer Durchfluß des Kältemittels 68 durch die Kältemittelleitungen 185 bis 187 von der Steuervorrichtung 24 geregelt werden kann. Die Expanisonsventile 129 bis 131 sind dabei über die Druckleitung 118 mit einem oder mehreren Kältemittelverdichtern 23 verbunden.
Am Ausgang des Wärmetauschers 111 werden die Kältemittelleitungen 185 bis 187 mit den Magnetventilen 143 bis 145 verbunden. Anschließend werden die Ausgänge der Magnetventile 143 bis 145 mit der Saugleitung 136 verbunden, die wiederum mit dem Kältemittelverdichter 23 verbunden ist.
Gleichzeitig weist z.B. jede Kältemittelleitung 185 bis 187 eine eigene Bypaßleitung 150 bis 152 mit den zwischengeschalteten Magnetventilen 157 bis 159 auf, wodurch die Klimazone 109 ebenfalls abgetaut werden kann. Weiters werden die einzelnen Anschlußleitungen 17, 18, sowie die Kältemittelleitungen 185 bis 187 mit den Rückleitungen 160, 164 bis 166, 167, 171 bis 173 verbunden, wodurch das zuvor beschriebene Verfahren angewendet werden kann.
Fig. 9 zeigt eine abgeänderte Ausführungsvariante der in den Fig. 2 und 3 beschriebenen Vorrichtung 1 und es werden daher für die selben Teile wie in den Fig. 2 und 3 die selben Bezugszeichen verwendet.
Der Unterschied zu der in Fig. 2 und 3 beschriebenen Ausführungsvariante liegt darin, daß bei der Vorrichtung 1 die von den Kältetrocknern 5, 6 weggeführten Rückleitungen 38, 39 über ein Venturiventil 188, 189 an die Druckleitungen 25, 26 angeschlossen sind. D.h. daß die Rückleitungen 38, 39 nicht mehr in die Anschlußleitungen 17, 18 münden, sondern zwischen den Expansionsventilen 27, 28 und den Magnetventilen 48, 49 angeordnet sind. Es ist aber auch möglich, wie in strichlierten Linien dargestellt, daß die Rückleitungen 38, 39 vor den Magnetventilen 48, 49 mit der Druckleitung 66 verbunden sind.
Durch die Verbindung der Rückleitungen 38, 39 mit den Druckleitungen 25, 26 bzw. der Druckleitung 66 ist es erforderlich, die Anordnung des Venturiventils 188, 189 vorzunehmen, da der Druck in den Druckleitungen 25, 26 erheblich höher ist, als der Druck in den Rückleitungen 38, 39. Durch die Anordnung der Venturiventile 188, 189 wird in den Rückleitungen 38, 39 ein Unterdruck erzeugt, wodurch das flüssige Kältemittel 68, daß beim Abtauen der Kältetrockner 5, 6 am Ausgang der Wärmetauscher 15, 16 austritt, in die Druckleitungen 25, 26 angesaugt wird. Das Abtauen der Wärmetauscher 15, 16 bzw. das Abkühlen des angesaugten Gases 2 erfolgt wie in Fig. 1 oder 5 beschrieben.
Weiters wird am Kältemittelverdichter 23 der Druck des gasförmigen Kältemittels 68 in der Saugleitung 57 direkt am Eingang durch eine Druckmeßvorrichtung 190 erfaßt. Gleichzeitig kann jedoch auch am Ausgang des Kältemittelverdichters 23 ebenfalls der Druck in der Leitung 61 des komprimierten gasförmigen Kältemittels 68 durch eine Druckmeßvorrichtung 191 erfaßt werden. Ist zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Kältemittelverdichters 23 ein zu hoher Druckunterschied vorhanden, so kann die Steuervorrichtung 24 eine undichte Stelle im Leitungssystem der Vorrichtung 1 erkennen und gegebenenfalls die Vorrichtung 1 abschalten. Diese Sicherheitsschaltung verhindert, daß der Kältemittelverdichter 23 Gase 2 aus der Atmosphäre ansaugt, die mit Wasser gesättigt sind, wodurch ein Wasserschlag am Kältemittelverdichter 23 vermieden wird.
Selbstverständlich ist es möglich, daß die Druckmeßvorrichtungen 190 und 191 an einer anderen beliebigen Stelle des Leitungssystems der Vorrichtung 1 angeordnet sind. Der Vorteil der Anordnung der Druckmeßvorrichtungen 190, 191 direkt am Kältemittelverdichter 23 liegt darin, daß durch das Leitungssystem der Druck des Kältemittels 68 leicht verändert wird und somit bei einer Anordnung an einer anderen beliebigen Stelle des Leitungssystems ein falsches Meßergebnis auftreten könnte.
Weiters ist in Fig. 9 eine andere Ausführungsform der Rückfuhr des Kältemittels 68 gezeigt. Diese Variante umfaßt Schnüffelleitungen 192, 193, die strichpunktiert dargestellt sind. Die Schnüffelleitungen 192, 193 sind mit der Saugleitung 19, 20 und mit der weiteren Saugleitung 22 verbunden, wodurch die Magnetventile 21 in den Saugleitungen 19, 20 überbrückt werden. Bei dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, daß die Rückleitungen 38, 39 vorhanden sind, da das abgekühlte, flüssige Kältemittel 68, daß zum Abtauen der Kältetrockner 5, 6 verwendet wird, nun über die Schnüffelleitungen 192, 193 direkt in die Saugleitung 22 strömen kann. Durch den Druckunterschied in der Saugleitung 22 und in der Schnüffelleitung 192 bzw. 193 wird das flüssige Kältemittel 68 wiederum gasförmig und kann somit vom Kältemittelverdichter 23 angesaugt werden, ohne daß dabei ein Wasserschlag am Kältemittelverdichter 23 entstehen würde.
In Fig. 10 ist eine Druckluftanlage 194 gezeigt. Die Druckluftanlage 194 besteht dabei aus mehreren einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197, wobei die Ausführungen der einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197 den zuvor in den Fig. 1 bis 7 beschriebenen Vorrichtungen 1 entsprechen können. Die Vorrichtungen 195 bis 197 sind über Sammelleitungen 198 mit einem Drucklufttank 199 verbunden. Am Drucklufttank 199 sind über Schläuche 200 Verbraucher 201 angeschlossen, die beispielsweise durch Druckluftpistolen 202 oder Gas bzw. Ölbrennern in Kraftwerken oder durch andere Druckluftverbraucher gebildet sein können.
Eine Zentral-Steuereinheit 203 ist über ein Bussystem 204 mit den einzelnen Stellgliedern 205 verbunden, wobei jede Vorrichtung 195 bis 197 mehrere Stellglieder 205 aufweisen kann, die wie in den zuvor beschriebenen Fig. die Funktionen der einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197 steuern. Weiters sind Stellglieder 205 an den Verdichtern 4 der Vorrichtungen 195 bis 197 und am Drucklufttank 199 angeordnet, um das Ein- und Ausschalten der Vorrichtung 195 bis 197 sowie den Druck im Drucklufttank 199 von der Zentral-Steuereinheit 203 steuern bzw. regeln zu können.
Wird die Druckluftanlage 194 in Betrieb genommen, so überprüft die Zentral-Steuereinheit 203 über das Bussystem 204 und das Stellglied 205 des Drucklufttanks 199 das Volumen bzw. den Druck der Druckluft im Drucklufttank 199 und mißt gleichzeitig den Druckluftverbrauch der Druckluft 206 am Ausgang des Drucklufttanks 199 durch die Verbraucher 201. Nachdem die Zentral-Steuereinheit 203 den Druck bzw. das Volumen der Druckluft im Drucklufttank 199 und den Verbrauch 201 der Druckluft 206 erfaßt hat, steuert die Zentral-Steuereinheit 203 über das Bussystem 204 die einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197 an, d.h. daß bei maximalem Verbrauch von Druckluft 206 die Zentral-Steuereinheit 203 alle Vorrichtungen 195 bis 197 einschaltet. Wird jedoch weniger Druckluft 206 verbraucht, so kann die Zentral-Steuereinheit 203 die Vorrichtungen 195 bis 197 einzeln ansteuern, wodurch das Volumen des über die einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197 angesaugten Gases 2 gesteuert werden kann.
Es ist auch möglich, bei der Druckluftanlage 194 verschiedene Vorrichtungen 195 bis 197 mit verschiedenen Kapazitäten zusammenzuschalten, wodurch eine Steuerung des Verbrauches bzw. der zu erzeugenden Druckluft 206 genauer geregelt werden kann, da durch Abstufung der Vorrichtungen 195 bis 197 eine Anpassung an den Verbrauch von Druckluft 206 an die Verbraucher 201 exakt erfolgen kann.
Stellt die Zentral-Steuereinheit 203 z.B. fest, daß von dem Verbraucher 201 weniger Druckluft 206 benötigt wird, so steigt der Druck im Drucklufttank 199 an, wodurch die Zentral-Steuereinheit 203 eine der Vorrichtungen 195 bis 197, z.B. die Vorrichtung 195 abschaltet und somit weniger Druckluft erzeugt wird, wodurch die erzeugte Menge an Druckluft 206 an dem Verbrauch der Verbraucher 201 angepaßt ist. Wird jedoch wiederum mehr Druckluft 206 am Verbraucher 201 benötigt, so sinkt der Druck der Druckluft 206 im Drucklufttank 199, wodurch die Zentral-Steuereinheit 203 den Druckverlust über das Stellglied 205 ermittelt und anschließend über das Bussystem 204 die Vorrichtung 195 wieder in Betrieb nimmt.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausgestaltung der Druckluftanlage 194, daß mehrere Vorrichtungen 195 bis 197 mit verschiedenen Bauarten sowie mit verschiedenen Kapazitäten eingesetzt werden können, wodurch eine rasche und genaue Anpassung des Druckluftverbrauchs zur Herstellung der Druckluft 206 ermöglicht wird.
Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die Vorrichtungen 195 bis 197 jeweils eine eigene Steuervorrichtung 24 aufweisen, wodurch jede Vorrichtung 195 bis 197 von seiner eigenen Steuervorrichtung 24 gesteuert wird. Weiters ist es auch möglich, daß die Zentral-Steuereinheit 203 über ein Bussystem 204 mit mehreren dezentralen Steuervorrichtungen 24, die den einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197 zugeordnet sind, zusammenarbeitet. Die dezentralen Steuervorrichtungen 24 übernehmen dann die Regelung der Vorrichtungen 195 bis 197 und nur die übergeordneten Steuerfunktionen, wie beispielsweise die Festlegung, wieviele der Vorrichtungen 195 bis 197 in Betrieb genommen werden, bzw. eine zentrale Erfassung der Leistungsdaten und die Visualisierung der Betriebszustände der einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197 bzw. des Gesamtsystems in Echtzeit bzw. die dazu notwendigen Auswertungen. Selbstverständlich kann die Zentral-Steuereinheit 203 auch durch entsprechende Mikroprozessoren, beispielsweise handelsübliche Personalcomputer mit Grafikterminals oder dgl., gebildet sein.
Weiters ist in Fig. 10 eine Ansaugvorrichtung 207 zum Ansaugen des Gases 2 gezeigt. Diese Ansaugvorrichtung 207 kann für alle vorgenannten Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 9 verwendet werden.
Die Ansaugvorrichtung 207 weist dabei zwei Öffnungen 208, 209 zum Ansaugen des Gases 2 auf, wobei die Öffnung 208 direkt in den Kältetrockner 5 und die andere Öffnung 209 über einen Partikelfilter 210 in den Kältetrockner 5 führt. Die Öffnungen 208, 209 können dabei durch Ansteuern von in den Rohren befindlichen Verschlußklappen 211, 212 von der Zentral-Steuereinheit 203 geöffnet oder geschlossen werden, d.h. daß beim Ansteuern der Verschlußklappe 211 und der Verschlußklappe 33 die Öffnung 208 aktiviert ist und beim Ansteuern der Verschlußklappe 212 mit der Verschlußklappe 33 das Gas 2 über den Partikelfilter 210 angesaugt wird. Dies hat den Vorteil, daß die im Gas 2 enthaltenen Schmutzpartikeln im Partikelfilter 210 ausgefiltert werden. Der Partikelfilter muß dann aktiviert werden, wenn das angesaugte Gas 2 zu wenig Feuchtigkeit bzw. Wasser enthält, um die Oberflächen der Wärmetauscher zu benetzen, sodaß die Schmutzpartikeln selbständig ausgeschieden werden. Dies triff dann zu, wenn das Gas 2 eine gegenüber der geplanten Ansaugtemperatur niedrige Temperatur, wie z.B. im Winter, aufweist.
Weiters ist in Fig. 11 eine andere Ausführungsform der in Fig. 10 gezeigten Druckluftanlage 194 gezeigt, wobei für die selben Teile die selben Bezugszeichen verwendet werden.
Der Unterschied zu der in Fig. 10 gezeigten Druckluftanlage 194 liegt darin, daß die Verdichter 4 zum Ansaugen des Gases 2 nicht mehr, wie in Fig. 10 beschrieben, über die Kältetrockner 5, 6 angesaugt werden, sondern daß die Verdichter 4 zuerst ein Gas 2 aus der Atmosphäre ansaugen, dieses komprimieren und anschließend über die Kältetrockner 5, 6 auf eine gewisse Temperatur abkühlen. Weiters wird in den Kältetrocknern 5, 6 der Wasserdampf, der in der Atmosphäre bzw. im Gas 2 enthalten ist, ausgeschieden. Die abgekühlte Luft wird dann von den einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197 in den Drucklufttank 199 weitergeleitet, von dort kann sie dann zum Verbraucher 201 weitergeleitet werden.
Es ist auch möglich, daß sowohl auf der Saugseite der Verdichter 4 als auch auf der Druckseite der Verdichter 4 die Vorrichtungen 195 bis 197 angeordnet werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, nur einem Kältetrockner 5 oder 6 einen Verdichter 4 für ein Gas 2 nachzuordnen und nicht mehrere parallel geschaltete Vorrichtungen mit mehreren parallel geschalteten Verdichtern 4, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, anzuordnen.
Damit ist ein Einsatz der erfindungsgemäßen Kältetrockner 5, 6 auch bei kleineren Anlagen, nicht nur im Ansaugbereich, also vor dem Verdichter 4, sondern auch im Druckbereich, nach dem Ausgang des Verdichters 4, möglich.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung und die darin beschriebenen Maßnahmen können bei den unterschiedlichsten Arten von Verdichtern für Gase 2, wie beispielsweise bei Schraubenverdichtern, Kolbenverdichtern, Radialverdichtern oder dgl., erzielt werden.
Zur Darstellung der wesentlichen Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1 bzw. der Druckluftanlage 194 wurden vereinfachte Schaltungssymbole verwendet und überdies nicht funktionswesentliche Teile, wie Drosselventile und sonstige Bauteile, weggelassen, deren Anordnung im Bereich des Fachwissens des auf diesem Gebiet tätigen Fachmannes, z.B. eines Kältetechnikers, liegen. Es können für einzelnen Bauteile jeweils beliebige aus dem Stand der Technik bekannte Einzelelemente, insbesondere für die Expansionsventile 27, 28, 99, 100, Kältemittelverdichter, Kondensatoren bzw. Wärmetauscher, verwendet werden.
In Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung gezeigt. Der Übersichtlichkeit wegen wurde wiederum nur ein Kältetrockner 5 bzw. 6, nämlich der Kältetrockner 5, dargestellt, wobei für die selben Teile die selben Bezugszeichen, wie sie in den zuvor beschriebenen Fig. 1 bis 11 enthalten sind, verwendet werden.
Die Funktion und die Zusammenschaltung des gezeigten Kältetrockners 5 mit dem nicht dargestellten Kältetrockner 6 kann beliebig aus einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 11 ausgewählt werden. Bei der Verwendung des dargestellten Kältetrockners 5 wird üblicherweise, aber nicht zwingend, auch der Kältetrockner 6 gleichartig ausgebildet und sind üblicherweise zwei Kältetrockner 5, 6 parallel angeordnet, die wiederum abwechselnd betrieben werden.
Der Unterschied zu den in den zuvor beschriebenen Fig. 1 bis 11 gezeigten Ausführungsbeispielen liegt nunmehr darin, daß der Kältetrockner 5 aus mehreren Zonen, insbesondere der Kältezone 110 sowie der Klimazone 109 und eine zwischen der Kältezone 110 und der Klimazone 109 angeordneten Zwischenzone 213, gebildet wird. In der Kältezone 110 sind mehrere Wärmetauscher 214 bis 216 angeordnet. Die Wärmetauscher 214 bis 216 sind in Strömungsrichtung des angesaugten Gases 2, bevorzugt vertikal, übereinander angeordnet. Die Wärmetauscher 214 bis 216 in der Zwischenzone 213 und der Klimazone 109 sind gleichartig angeordnet. Vorteilhaft ist bei dieser Anordnung der Wärmetauscher 214 bis 216, daß beim Vorbeiströmen des Gases 2 über einen größeren Bereich eine bessere Abkühlung des Gases 2 erreicht wird. Durch die Anordnung der Wärmetauscher 214 bis 216 in den einzelnen Zonen in Durchströmrichung hintereinander wird weiters erreicht, daß im Kältetrockner 5 zwischen Ansaugstutzen 34 und Auslaß 10 ein gleichmäßig ansteigendes Abkühlen des Gases 2 erfolgt, sodaß im Inneren des Kältetrockners 5 zwischen den einzelnen Zonen keine großen Temperaturunterschiede auftreten können.
Die Ansteuerung der Wärmetauscher 214 bis 216 kann dabei beispielsweise wie in Fig. 7 beschrieben erfolgen. Es ist selbstverständlich möglich, daß jede andere Ausführungsvariante der zuvor beschriebenen Fig. 1 bis 11 zum Ansteuern der Wärmetauscher 214 bis 216 verwendet werden kann. Weiters ist es auch möglich, daß parallel zu den einzelnen Wärmetauschern 214 bis 216 weitere Wärmetauscher 214 bis 216 in der gleichen Ebene angeordnet sind, sodaß über den Querschnittsbereich des Kältetrockners 5 verteilt in einer zur Strömungsrichtung vertikalen Ebene bzw. in mehreren in Strömungsrichtung hintereinander liegenden Ebenen jeweils mehrere Wärmetauscher 214 bis 216 angeordnet sind.
Ein weiterer Vorteil bei dieser dargestellten Ausführungsvariante liegt darin, daß durch Anordnung der Zwischenzone 213 der Zwischenbereich zwischen der Kältezone 110 und der Klimazone 109 als weitere Abkühlstufe verwendet werden kann, sodaß nunmehr drei unterschiedliche Zonen mit unterschiedlichen Temperaturen im Kältetrockner 5 angeordnet sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß auch weitere einzelne Zonen im Kältetrockner 5 angeordnet werden, sodaß eine feinere Abstimmung der Temperatur von der Klimazone 109 bis zur Kältezone 110 erreicht wird.
Die Ansteuerung der Zwischenzone 213 entspricht dabei der Ansteuerung der Kältezone 110, wie sie in Fig. 7 beschrieben wurde, wobei für die selben Teile die selben Bezugszeichen, wie sie in Fig. 7 verwendet wurden, für die Zwischenzone 213 verwendet werden. Weiters sei erwähnt, daß die Ansteuerung der einzelnen Wärmetauscher 214 bis 216 jeweils eigenständig erfolgen kann.
Bezugszeichenaufstellung
1
Vorrichtung
2
Gas
3
Pfeil
4
Verdichter
5
Kältetrockner
6
Kältetrockner
7
Ansaugleitung
8
Ansaugleitung
9
Ansaugstutzen
10
Auslaß
11
Auslaß
12
Verschlußklappe
13
Verschlußklappe
14
Antrieb
15
Wärmetauscher
16
Wärmetauscher
17
Anschlußleitung
18
Anschlußleitung
19
Saugleitung
20
Saugleitung
21
Magnetventil
22
Saugleitung
23
Kältemittelverdichter
24
Steuervorrichtung
25
Druckleitung
26
Druckleitung
27
Expansionsventil
28
Expansionsventil
29
Bypaßleitung
30
Bypaßleitung
31
Magnetventil
32
Magnetventil
33
Verschlußklappe
34
Ansaugstutzen
35
Verbindungsleitung
36
Abfluß
37
Verschlußklappe
38
Rückleitung
39
Rückleitung
40
Rückschlagventil
41
Rückschlagventil
42
Steuerleitung
43
Steuerleitung
44
Steuerleitung
45
Steuerleitung
46
Steuerleitung
47
Steuerleitung
48
Magnetventil
49
Magnetventil
50
Drucksensor
51
Drucksensor
52
Druckleitung
53
Druckleitung
54
Temperaturfühler
55
Temperaturfühler
56
Wärmetauscher
57
Saugleitung
58
Motor
59
Kondensator
60
Kühlwasserkreislauf
61
Leitung
62
Leitung
63
Eingang
64
Flüssigkeitswandler
65
Ausgang
66
Druckleitung
67
Schauglas
68
Kältemittel
69
Heißgasregler
70
Leitung
71
Drucksensor
72
Druckleitung
73
Bypaßleitung
74
Antrieb
75
Antrieb
76
Steuerleitung
77
Steuerleitung
78
Steuerleitung
79
Zuleitung
80
Zuleitung
81
Stromquelle
82
Antrieb
83
Steuerleitung
84
Steuerleitung
85
Bypaßleitung
86
Über- und Unterdruckregelventil
87
Kennlinie
88
Kennlinie
89
Zeitpunkt
90
Zeitpunkt
91
Zeitpunkt
92
Zeitpunkt
93
Zeitpunkt
94
Temperaturfühler
95
Wärmetauscher
96
Wärmetauscher
97
Anschlußleitung
98
Anschlußleitung
99
Expansionsventil
100
Expansionsventil
101
Magnetventil
102
Magnetventil
103
Saugleitung
104
Saugleitung
105
Steuerleitung
106
Steuerleitung
107
Steuerleitung
108
Steuerleitung
109
Klimazone
110
Kältezone
111
Wärmetauscher
112
Wärmetauscher
113
Wärmetauscher
114
Wärmetauscher
115
Wärmetauscher
116
Wärmetauscher
117
Wärmetauscher
118
Druckleitung
119
Druckleitung
120
Druckleitung
121
Druckleitung
122
Druckleitung
123
Druckleitung
124
Druckleitung
125
Expansionventil
126
Expansionventil
127
Expansionventil
128
Expansionventil
129
Expansionventil
130
Expansionventil
131
Expansionventil
132
Saugleitung
133
Saugleitung
134
Saugleitung
135
Saugleitung
136
Saugleitung
137
Saugleitung
138
Saugleitung
139
Magnetventil
140
Magnetventil
141
Magnetventil
142
Magnetventil
143
Magnetventil
144
Magnetventil
145
Magnetventil
146
Bypaßleitung
147
Bypaßleitung
148
Bypaßleitung
149
Bypaßleitung
150
Bypaßleitung
151
Bypaßleitung
152
Bypaßleitung
153
Magnetventil
154
Magnetventil
155
Magnetventil
156
Magnetventil
157
Magnetventil
158
Magnetventil
159
Magnetventil
160
Rückleitung
161
Rückleitung
162
Rückleitung
163
Rückleitung
164
Rückleitung
165
Rückleitung
166
Rückleitung
167
Rückleitung
168
Rückleitung
169
Rückleitung
170
Rückleitung
171
Rückleitung
172
Rückleitung
173
Rückleitung
174
Rückschlagventil
175
Rückschlagventil
176
Rückschlagventil
177
Rückschlagventil
178
Rückschlagventil
179
Rückschlagventil
180
Rückschlagventil
181
Kältemittelleitung
182
Kältemittelleitung
183
Kältemittelleitung
184
Kältemittelleitung
185
Kältemittelleitung
186
Kältemittelleitung
187
Kältemittelleitung
188
Venturiventil
189
Venturiventil
190
Druckmeßvorrichtung
191
Druckmeßvorrichtung
192
Schnüffelleitung
193
Schnüffelleitung
194
Druckluftanlage
195
Vorrichtung
196
Vorrichtung
197
Vorrichtung
198
Sammelleitung
199
Drucklufttank
200
Schlauch
201
Verbraucher
202
Druckluftpistolen
203
Zentral-Steuereinheit
204
Bussystem
205
Stellglied
206
Druckluft
207
Ansaugvorrichtung
208
Öffnung
209
Öffnung
210
Partikelfilter
211
Verschlußklappe
212
Verschlußklappe
213
Zwischenzone
214
Wärmetauscher
215
Wärmetauscher
216
Wärmetauscher

Claims (29)

  1. Verfahren zum Kühlen von Gasen, insbesondere einer durch zumindest einen Verdichter angesaugten Luft, in einer Druckluftanlage, bei welchem das Gas wechselweise durch zumindest einen von mehreren mit von Kältemittel durchströmten Wärmetauschern ausgestatteten Kältetrocknern hindurchströmt und in einer Kühlstrecke mittels eines Wärmetauschers, durch den ein Kältemittel hindurchströmt, unter 0°C abgekühlt wird und während der Abkühlung des Gases durch zumindest einen der Kältetrockner in dem oder den weiteren Kältetrocknern durch Zufuhr eines heißen Kältemitteldampfes, welches den Wärmetauscher im Kältetrockner durchströmt, das Eis, welches durch das aus dem angesaugten Gas ausgeschiedene Kondensat entsteht, abgetaut wird, wobei der heiße, gasförmige Kältemitteldampf beim Durchtritt durch den oder die abzutauenden Kältetrockner verflüssigt und das flüssige Kältemittel in den Kältemittelkreislauf rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem oder den abzutauenden Kältetrocknern austretende flüssige Kältemittel durch einen mit dem von einem Kondensator zu einem Expansionsventil fließenden flüssigen Kältemittel in einem Venturiventil erzeugten Unterdruck angesaugt oder zwischen dem Expansionsventil und dem zum Abkühlen des angesaugten Gases geschalteten Wärmetauscher dem expandierten, gasförmigen Kältemittel zugemischt wird, wobei eine Ist-Temperatur und ein Ist-Druck des von dem zum Abkühlen des angesaugten Gases eingesetzten Wärmetauscher austretenden Kältemittels ermittelt und mit einer Soll-Temperatur und einem Soll-Druck des Kältemittels verglichen wird, wobei das Kältemittel beim Durchströmen des zum Abkühlen des angesaugten Gases im Kältetrockner angeordneten Wärmetauschers nur soweit abgekühlt wird, daß dessen Ist-Temperatur bei dem Soll-Druck am Austritt aus dem Wärmetauscher höher ist als die dem Soll-Druck entsprechende Temperatur.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Temperatur und/ oder der Ist-Druck des vom Verdichter angesaugten Gases ermittelt und mit der Soll-Temperatur und/oder dem Soll-Druck des Gases verglichen wird und die Menge des durch das Expansionsventil zum Wärmetauscher hindurchströmende Kältemittels zur Beseitigung der Differenz zwischen der Soll- und Ist-Temperatur und/ oder dem Ist- und Soll-Druck geregelt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des durch das Expansionsventil durchströmenden Kältemittels bei zu geringer Ist-Temperatur des angesaugten Gases erhöht wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druck des Kältemittels in einer Rückleitung höher ist, als ein Druck des Kältemittels in einer Anschlußleitung.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine einer Bypaßleitung eines Kältemittelverdichters zugeführte Menge an heißem, flüssigem Kältemittel kleiner als 50 %, bevorzugt kleiner 20 %, der Gesamtfördermenge des Kältemittelverdichters ist.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kältemittel aus dem oder den abzutauenden Wärmetauschern zwischen dem Kondensator und dem Expansionsventil in die Druckleitung eingespeist wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem oder den abzutauenden Wärmetauschern über eine Rückleitung zugeführte flüssige Kältemittel in jenem Bereich in eine Druckleitung eingespeist wird, in welchem der Druck des flüssigen Kältemittels gleich oder kleiner ist, als der des von dem oder den abzutauenden Wärmetauschern kommenden Kältemittels.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Verdichter angesaugte Gas über zwei in Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Wärmetauscher hindurchgeführt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas beim Durchtritt durch den ersten, bevorzugt eine Klimazone bildenden Wärmetauscher bei einer Ansaugtemperatur des Gases von + 20°C auf eine Temperatur von gleich oder größer als - 10°C, bevorzugt größer als + 2°C, abgekühlt wird und daß mit dem dahinter angeordneten Wärmetauscher das angesaugte Gas auf eine Temperatur unterhalb von - 10°C, bevorzugt unterhalb von -30°C, abgekühlt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das angesaugte Gas in der Klimazone nur soweit abgekühlt wird, daß das anfallende Kondensat flüssig bleibt.
  11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kältemittel zwischen dem Expansionsventil und der Saugleitung in mehreren Teilströmen durch den Wärmetauscher hindurchgeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruche 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in jedem Teilstrom des Kältemittels über ein eigenes Expansionsventil festgelegt bzw. geregelt wird.
  13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß den Wärmetauschern in der Klimazone und der Kältezone unterschiedliche, bevorzugt mehrere Kältemittelverdichter zugeordnet sind.
  14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher der Klimazone und/oder der Kältezone während des Abtauvorganges mit heißem, gasförmigen Kältemittel angespeist werden.
  15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kältemittel z.B. bei R22 bei einem Druck von 13,5 bar und auf eine Temperatur von +70°C bis +105°C, bevorzugt +80°C bis +90°C, erhitzt wird.
  16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Abkühlung des gasförmigen Kältemittels im Kondensator auf eine Temperatur zwischen +25°C und +60°C, bevorzugt +30°C, das Kältemittel verflüssigt wird.
  17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Wärmetauscher zwischen dem Kondensator und dem Expansionsventil das flüssige Kältemittel auf eine Temperatur von +10°C bis +30°C, bevorzugt +20°C, abgekühlt wird.
  18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das dem oder den abzutauenden Wärmetauschern zugeführte heiße, gasförmige Kältemittel so geregelt wird, daß das aus dem oder den abzutauenden Wärmetauschern austretende Kältemittel eine Temperatur von +5°C bis +15°C, bevorzugt +10° C, aufweist.
  19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Kältemittel beim Austritt aus dem das angesaugte Gas abkühlenden Wärmetauscher zwischen 10% und 50%, bevorzugt um 20%, überhitzt ist.
  20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsquerschnitt der Kältemittelleitungen im Wärmetauscher und die Leitungslängen der Kältemittelleitungen in einem Wärmetauscher zwischen dem Expansionsventil und der Saugleitung gleich groß sind und ein Druckverlust des Kältemittels im Wärmetauscher von ca. 1 bis 1,1 m Wassersäule auftritt.
  21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturdifferenz des Gases zwischen dem Eintritt in und dem Austritt aus dem Kältetrockner auch bei wechselnden Temperaturen des Gases am Eintritt zum Kältetrockner gleich groß ist.
  22. Vorrichtung zum Kühlen von Gasen, insbesondere einer durch einen Verdichter (4) angesaugten Luft, in einer Druckluftanlage, die zwei parallel zueinander verlaufende Kühlstrecken mit Kältetrocknern (5,6) für das Gas aufweist und jeweils zumindest einen Wärmetauscher (15, 16, 95, 96, 111-117) beinhaltet, der in einen Kältemittelkreislauf angeordnet ist, in welchem das verdichtete Kältemittel von einem Kältemittelverdichter (23) über einen Kondensator und ein Expansionsventil (27, 28, 125-131) an einer den Einlaß des Wärmetauschers bildenden Anschlußleitung (17, 18) anliegt und dessen Saugleitung (19, 20, 132-138) gegebenenfalls über einen Wärmetauscher zur Wärmeaufnahme mit einem Saugeingang des Kältemittelverdichters verbunden ist, wobei jeder der Wärmetauscher über ein eigenes Expansionsventil mit der Druckleitung des Kältemittels nach dem Kondensator verbunden ist und zwischen dem Kondensator und dem Expansionsventil sowie dem Wärmetauscher und der Saugleitung des Kältemittelverdichters Magnetventile (21, 139-145), angeordnet sind, deren Antriebe mit einer Steuervorrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Saugleitung (19, 20, 132 bis 138) zwischen dem Wärmetauscher (15, 16, 95, 96, 111 bis 117) und dem Magnetventil (21, 139 bis 145) über eine Rückleitung (38, 39, 160 bis 173) unter Zwischenschaltung eines in Richtung der Saugleitung (19, 20, 132 bis 138) wirksamen Rückschlagventiles (40, 41, 174 bis 180) mit der Anschlußleitung (17, 18) zwischen dem Expansionsventil (27, 28, 125 bis 131) und dem Wärmetauscher (15, 16, 95, 96, 111 bis 117) oder über ein Venturiventil (188, 189) zwischen dem Kondensator (59) und dem Expansionsventil (27, 28, 125 bis 131) mit der Druckleitung (25, 26, 66) verbunden ist und daß das Expansionsventil (27, 28, 125 bis 131) zu einer Veränderung der Durchlaßmenge des Kältemittels (68) zum Wärmetauscher (15, 16, 95, 96, 111 bis 117) derartig beaufschlagt ist, daß der über die Druckleitung (52, 53) in der Saugleitung (19, 20, 132 bis 138) überwachte Druck des Kältemittels (68) einem Soll-Druck entspricht und gleichzeitig die mit dem Temperaturfühler (54, 55) überwachte Temperatur höher ist, als die dem Soll-Druck entsprechende Soll-Temperatur.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (19, 20, 132 bis 138) über eine Druckleitung (52, 53) mit einem Drucksensor (50, 51) und mit einem Temperaturfühler (54, 55) versehen ist.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (54, 55) und/oder der Drucksensor (50, 51) mit dem Expansionsventil (27, 28, 125 bis 131) zusammengeschaltet ist.
  25. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Expansionsventil (27, 28, 125 bis 131) eine verstärkte Expansion des Kältemittels (68) bewirkt, wenn bei vorhandenem Soll-Druck die Ist-Temperatur über eine oberhalb der dem Soll-Druck entsprechenden Soll-Temperatur liegenden Plan-Temperatur ansteigt.
  26. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des aus dem oder den zum Abtauen beaufschlagten Wärmetauschern (15, 16, 95, 96, 111 bis 117) austretenden Kältemittels (68) höher als +5°C ist.
  27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kältetrockner (5, 6) in einer Klimazone (109) und einer Kältezone (110) jeweils zumindest einen Wärmetauscher (15, 16, 95, 96, 111 bis 117) aufweist.
  28. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wärmetauscher (15, 16, 95, 96, 111 bis 117) mehrere parallel zueinander verlaufende Kältemittelleitungen (181 bis 187) aufweist und daß die Kältemittelleitungen (181 bis 187) zwischen dem Expansionsventil (27, 28, 125 bis 131) und der Saugleitung (19, 20, 132 bis 138) alle eine gleiche Länge und einen gleichen Querschnitt aufweisen.
  29. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Klimazone (109) und die Kältezone (110) jeweils mehrere zueinander parallel geschaltete Wärmetauscher (15, 16, 95, 96, 111 bis 117) mit je einem eigenen Expansionsventil (27, 28, 125 bis 131) aufweisen und von dem diesen gemeinsamen Kältemittelverdichter (23) angespeist sind.
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